biotechnologie

Týdenní přehled IEEE Spectrum představuje čtyřnohého robota, který samostatně skládá obří Rubikovu kostku pouze pomocí nohou. Nechybí humanoidní systémy schopné díky zrakové zpětné vazbě tlačit těžké předměty, zvedat náklady a rychle reagovat na pohyb okolí. Pozornost budí také lehká šlachová ruka AthenaZero, která dokáže předměty uchopovat rychle, silně i citlivě. Výzkumníci z ETH Curych zároveň vyvinuli biohybridní roboty z pěstované svalové tkáně a měkké 3D tištěné konstrukce, jež mohou skákat, plavat, chodit a uchopovat. Výběr doplňují novinky o efektivnějším učení pohybu robotů, zemědělských strojích a lunárních vozítkách NASA.

Vědci ze Stanfordovy univerzity vytvořili pomocí genomového jazykového modelu 16 funkčních bakteriofágů, tedy virů napadajících bakterie. Směs těchto uměle navržených virů dokázala infikovat kmeny bakterie E. coli odolné vůči přirozenému viru, podle něhož byly navrženy. Model vycházel z rozsáhlých databází genomů, avšak z 285 syntetizovatelných kandidátů se funkčními ukázalo jen 16. Navržené genomy byly převážně podobné známému fágovi ΦX174, přesto některé vykazovaly nové kombinace genů a odlišné vlastnosti. Technologie by mohla podpořit vývoj cílených fágových terapií proti bakteriím odolným k antibiotikům, zároveň ale posiluje obavy ze zneužití generativní biologie k tvorbě nebezpečných agens.

Vědci geneticky upravili salát a tabák tak, aby v chloroplastech vytvářely prasečí myoglobin, protein podílející se na chuti, barvě a vlastnostech masa. Rostliny zůstaly zdravé, plodné a předaly vložený gen dalším generacím. Salát vyprodukoval asi 810 miligramů myoglobinu na kilogram sušiny, což je méně než ve svalovině zvířat, avšak pěstování rostlin je výrazně úspornější na půdu, vodu i emise. Metoda je zatím důkazem principu; výzkumníci chtějí zvýšit výtěžnost zejména lepším začleněním hemu do proteinu. Získaný myoglobin by se jednou mohl používat v rostlinných náhražkách masa nebo přímo v upravené zelenině.

Vědci z MIT vyvinuli novou metodu pěstování krevních cév v laboratoři za použití magnetů, což umožňuje větší přesnost než dosavadní metody. Tato technika spočívá v magnetickém natahování buněk krevních cév a slibuje lepší kontrolu nad růstem a uspořádáním cév, což je klíčové pro úspěšné vytvoření laboratorně pěstovaných orgánů a tkání. Výzkum demonstrovává, že mechanické síly sehrávají v růstu cév důležitou roli. Přestože je tato metoda v prototypové fázi, počáteční výsledky jsou nadějné a mohou přispět ke zlepšení funkčnosti umělých tkání. Vývoj byl publikován v časopise PNAS.

Vědci z University of Minnesota oznámili vytvoření první syntetické buňky, nazvané SpudCell, postavené zcela od základů. Tato buňka, složená z neživých chemických komponentů, je schopna projít celým buněčným cyklem včetně reprodukce. Ačkoli SpudCell dosud nesplňuje všechny požadavky na život, jako je replikace přes více generací, představuje důležitý milník k pochopení základních funkcí života. V budoucnosti mohou syntetické buňky sloužit jako mini biologické továrny na výrobu léků a biomateriálů. Výzkum zatím nebyl recenzován, ale je dostupný na webu Biotic.

Australští vědci z Cortical Labs vyvinuli technologii, která umožňuje laboratorně pěstovaným lidským mozkovým buňkám hrát videohru 'Doom'. Tyto buňky, obsahující přibližně 200 000 neuronů, byly vytvořeny ze kmenových buněk a dříve se naučily hrát 'Pong'. Výzkumníci převedli digitální prostředí 'Doomu' do elektrických signálů, které řídí čip se speciální CL1 architekturou. I když buňky ještě nehrají dokonale, jejich schopnost adaptovat se a učit potvrzuje jejich potenciál pro širší využití, například v medicíně či strojovém učení. Hlavní výhodou této technologie je udržitelnější spotřeba energie ve srovnání s tradičními počítačovými čipy.

Společnost Colossal Biosciences oznámila narození kuřat v umělých 3D tištěných skořápkách, což vyvolalo smíšené reakce mezi vědci. Firma navrhuje, že tato technologie by mohla být použita k vytvoření živých ptáků podobných vyhynulému novozélandskému moovi. Kritici však upozorňují, že umělé prostředí stále postrádá některé klíčové prvky opravdového vejce. Vědecká komunita zůstává skeptická ohledně možnosti plného obnovení vyhynulých druhů. Výzkum se zaměřuje také na genetické úpravy, přičemž důležité je také otázka, jak by se takto obnovená zvířata přizpůsobila současnému prostředí.

Korejští vědci vyvíjejí pohodlný světelný klobouk, který by měl pomoci s vypadáváním a růstem vlasů. Tato technologie využívá vlnové délky blízké infračervenému spektru a cíleně působí na dermální papilární buňky, klíčové pro regeneraci vlasových folikulů. Nový klobouk, díky své flexibilitě, může být nošen veřejně a poskytuje rozptýlené světlo na pokožku hlavy. Počáteční experimenty ukázaly velmi pozitivní výsledky v potlačení znamení stárnutí vlasových buněk o 92 %. Výzkum je stále v rané fázi, ale pokud se výsledky potvrdí v klinických studiích, technologie by mohla nabídnout efektivní alternativu k současným léčbám vypadávání vlasů.

Nový výzkum odhalil evoluční původ bioaktivních látek v konopí, jako jsou THC a CBD. Vědci pomocí techniky rekonstrukce předků oživili zaniklé enzymy, které tyto látky produkovaly. Studie ukázala, že předkové moderních enzymů byly schopny produkovat více druhů kanabinoidů, zatímco dnešní enzymy se specializují na jediný druh. Dosavadní výsledky naznačují, že enzymy byly původně 'promiskuitní' a měly potenciál produkovat různé kanabinoidy. Obnovené enzymy nabízejí nové možnosti pro biotechnologické využití, například ve výrobě léčivých odrůd konopí s vysokým obsahem specifických kanabinoidů.

Nová vlna výzkumu propojuje lidskou mozkovou tkáň s počítačovými systémy. Tyto 'biopočítače' využívají mozkové buňky jako hardware a zatím se zaměřují na jednoduché úkoly, jako hraní her nebo rozpoznávání řeči. Metody využívající mozkové organoidy se rychle rozvíjejí, avšak etické otázky jejich použití zůstávají nedořešeny. I když současné systémy nejsou schopny vyšší inteligence, výzkum v této oblasti přináší nové příležitosti i výzvy. Pokud se vývoj urychlí, může vést k potřebě nových regulačních rámců a redefinici toho, co považujeme za inteligenci.