Для этого были использованы эмбриональные стволовые клетки гладкой шпорцевой лягушки (Xenopus laevis). Новый тип искусственной «живой» системы получил название «живой программируемый организм».

На первом этапе работы исследователи разработали компьютерный алгоритм, который помог подобрать идеальную форму «кандидата в живые существа», подходящую для решения определённых задач. Затем учёные воссоздали предложенные искусственным интеллектом структуры в чашке Петри. Через несколько дней эти группы клеток превращались в полноценные ксеноботы, способные к саморепродукции. Они начинают размножаться спонтанно, без необходимости в каких-либо внешних командах, что напоминает процессы, происходящие в природе.

Это достижение стало настоящим сюрпризом даже для самих создателей. Несмотря на то, что «живая система» состоит из тканей живой лягушки и имеет идентичный ей геном, её способ размножения уникален и недоступен для большинства растений и животных. Этот процесс называется кинематической репликацией и ранее наблюдался только на уровне молекул, но никогда не фиксировался у полноценного организма.

Создание искусственной жизни, способной к размножению и выполнению разнообразных задач, вызывает определённые опасения. Учёные задумываются о сценариях, в которых такие системы могут выйти из-под контроля или эволюционировать, интегрируясь в реальные экосистемы. Однако для саморепликации ксеноботам всё же необходим определённый строительный материал.

Тем не менее, авторы исследования уверены, что не стоит бояться устрашающих сценариев. Существование живых машин размером не более миллиметра не сопоставимо с рисками, связанными с пандемиями, глобальным загрязнением окружающей среды или изменением климата. Создатели ксеноботов считают, что их система может быть полезна для решения серьёзных проблем современности, таких как очистка жидких сред от загрязняющих веществ и помощь в разработке новых лекарств.

Метод, предложенный учеными, позволяет использовать ксеноботов в различных медицинских целях. Если удастся научить набор клеток выполнять определённые функции, это может значительно продвинуть регенеративную медицину, включая лечение травматических повреждений, врождённых дефектов и профилактику старения. Один из ведущих авторов исследования, Майкл Левин из Гарвардского университета, подчеркивает, что такие достижения открывают выдающиеся перспективы.

Работа исследователей была опубликована в издании PNAS. Это открытие продолжает серию новостей о достижениях в области синтетической биологии, включая создание полусинтетической бактерии, которая впервые произвела новый для науки белок, и искусственных клеток крови, оказавшихся более эффективными, чем настоящие.