WahanaNews.co | Guna mempertahankan regenerasi, organisme haruslah berkembang biak. Selama miliaran tahun, organisme berevolusi dengan bereplikasi melalui banyak cara , dari bertunas, reproduksi seksual, hingga virus yang menyerang.
Para ilmuwan di University of Vermont, Tufts University, dan Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering di Harvard University telah menemukan bentuk reproduksi biologis yang sama sekali baru -- dan menerapkan penemuan mereka untuk menciptakan robot hidup pertama yang dapat mereplikasi diri.
Baca Juga:
Makin Mirip Orang, ChatGPT Kini Bisa Bicara dan Mendengar
Tim yang sama yang membuat robot hidup pertama ("Xenobots," yang dirakit dari sel katak -- diberitakan pada tahun 2020) menemukan bahwa organisme hasil rancangan komputer dan dirakit dengan tangan ini dapat berenang ke piring kecil, menemukan sel tunggal, mengumpulkan ratusan sel tersebut bersama-sama, dan merakit Xenobot "bayi" di dalam "mulut" berbentuk Pac-Man mereka -- yang, beberapa hari kemudian, menjadi Xenobot baru yang terlihat dan bergerak seperti mereka sendiri.
Dan kemudian Xenobot baru ini dapat keluar, menemukan sel, dan membuat salinan dari diri mereka sendiri. Lagi dan lagi.
"Dengan desain yang tepat - mereka akan secara spontan mereplikasi diri," kata Joshua Bongard, Ph.D., seorang ilmuwan komputer dan ahli robotika di University of Vermont yang ikut memimpin penelitian baru ini, seperti dikutip dari University of Vermont, Rabu (1/12/2021).
Baca Juga:
Robot Android Tampil Sebagai Konduktor Pimpin Pertunjukan Orkestra Nasional Korsel
Hasil penelitian baru ini dipublikasikan pada 29 November 2021 di Proceedings of the National Academy of Sciences.
Pada katak Xenopus laevis, sel-sel embrionik ini berkembang menjadi kulit. "Mereka akan berada di luar kecebong, mencegah patogen dan mendistribusikan lendir kembali," kata Michael Levin, Ph.D., seorang profesor biologi dan direktur Allen Discovery Center di Tufts University dan salah satu pemimpin penelitian. "Tapi kami menempatkan mereka ke dalam konteks baru. Kami memberi mereka kesempatan untuk mengimajinasikan ulang multiseluleritas mereka." Levin juga merupakan anggota Associate Faculty di Wyss Institute.
Dan apa yang mereka bayangkan adalah sesuatu yang jauh berbeda dari kulit. "Orang-orang telah lama berpikir bahwa kami telah menemukan semua cara agar kehidupan dapat bereproduksi atau bereplikasi. Tapi ini adalah sesuatu yang belum pernah diamati sebelumnya," kata rekan penulis Douglas Blackiston, Ph.D., senior ilmuwan di Universitas Tufts dan Institut Wyss yang mengumpulkan "orang tua" Xenobot dan mengembangkan bagian biologis dari studi baru.
"Ini sangat mendalam," kata Levin. "Sel-sel ini memiliki genom katak, tetapi, setelah terbebas dari kecebong, mereka menggunakan kecerdasan kolektif mereka, plastisitas, untuk melakukan sesuatu yang menakjubkan."
Dalam percobaan sebelumnya, para ilmuwan kagum bahwa Xenobots dapat dirancang untuk mencapai tugas-tugas sederhana. Sekarang mereka tercengang bahwa objek biologis ini -- kumpulan sel yang dirancang komputer -- akan bereplikasi secara spontan.
"Kami memiliki genom katak yang lengkap dan tidak berubah," kata Levin, "tetapi tidak memberikan petunjuk bahwa sel-sel ini dapat bekerja sama dalam tugas baru ini," mengumpulkan dan kemudian mengompresi sel-sel yang terpisah menjadi salinan diri yang hidup.
"Ini adalah sel katak yang bereplikasi dengan cara yang sangat berbeda dari cara katak melakukannya. Tidak ada hewan atau tumbuhan yang diketahui sains bereplikasi dengan cara ini," kata Sam Kriegman, Ph.D., penulis utama studi baru tersebut, yang menyelesaikan Ph.D. di laboratorium Bongard di UVM dan sekarang menjadi peneliti pasca-doktoral di Tuft's Allen Center dan Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering di Universitas Harvard.
Dengan sendirinya, induk Xenobot, terbuat dari sekitar 3.000 sel, membentuk bola. "Ini bisa membuat anak-anak tapi kemudian sistem biasanya mati setelah itu. Sangat sulit, sebenarnya, untuk membuat sistem terus bereproduksi," kata Kriegman. Tetapi dengan program kecerdasan buatan yang bekerja pada kluster superkomputer Deep Green di Vermont Advanced Computing Core UVM, sebuah algoritme evolusi mampu menguji miliaran bentuk tubuh dalam simulasi -- segitiga, bujur sangkar, piramida, bintang laut -- untuk menemukan bentuk yang memungkinkan sel menjadi lebih efektif pada replikasi "kinematik" berbasis gerakan yang dilaporkan dalam penelitian baru.
"Kami telah menemukan bahwa ada ruang yang sebelumnya tidak diketahui di dalam organisme, atau sistem kehidupan, dan itu adalah ruang yang sangat luas," kata Bongard. "Lalu bagaimana kita menjelajahi ruang itu? Kami menemukan Xenobot yang berjalan. Kami menemukan Xenobot yang berenang. Dan sekarang, dalam penelitian ini, kami menemukan Xenobot yang bereplikasi secara kinematis. Apa lagi yang ada di luar sana?"
Beberapa orang mungkin menganggap ini menggembirakan. Orang lain mungkin bereaksi dengan kekhawatiran, atau bahkan teror, terhadap gagasan bioteknologi yang dapat mereplikasi diri. Bagi tim ilmuwan, tujuannya adalah mendapatkan pemahaman yang lebih dalam.
"Kami bekerja untuk memahami properti ini: replikasi. Dunia dan teknologi berubah dengan cepat. Penting bagi masyarakat secara keseluruhan, bahwa kami mempelajari dan memahami cara kerjanya," kata Bongard. Mesin hidup berukuran milimeter ini, seluruhnya terdapat di laboratorium, mudah dipadamkan, dan diperiksa oleh pakar etika federal, negara bagian, dan institusional, "bukanlah yang membuat saya tetap terjaga di malam hari. Yang menimbulkan risiko adalah pandemi berikutnya; mempercepat kerusakan ekosistem akibat polusi ; mengintensifkan ancaman dari perubahan iklim," kata Bongard dari UVM.
"Ini adalah sistem yang ideal untuk mempelajari sistem yang mereplikasi diri. Kami memiliki kewajiban moral untuk memahami kondisi di mana kami dapat mengendalikannya, mengarahkannya, memadamkannya, membesar-besarkannya."
"Kita perlu menciptakan solusi teknologi yang tumbuh pada tingkat yang sama dengan tantangan yang kita hadapi," kata Bongard.
Dan tim melihat janji dalam penelitian untuk kemajuan menuju pengobatan regeneratif. "Jika kita tahu bagaimana memberitahu kumpulan sel untuk melakukan apa yang kita ingin mereka lakukan, pada akhirnya, itulah obat regeneratif -- itulah solusi untuk cedera traumatis, cacat lahir, kanker, dan penuaan," kata Levin.
"Semua masalah yang berbeda ini ada di sini karena kita tidak tahu bagaimana memprediksi dan mengontrol kelompok sel apa yang akan dibangun. Xenobot adalah platform baru untuk mengajari kita." [dhn]
