Début 2020, une équipe d’informaticiens de l’Université du Vermont et de biologistes de l’Université Tufts a construit pour la première fois des «robots biologiques». Maintenant, un peu plus d’un an plus tard, la même équipe a découvert une nouvelle façon de construire les soi-disant xenobots; celui qui implique une manipulation physique beaucoup moins directe. C’est une caractéristique qui rend les bio-machines résultantes – qui peuvent s’auto-assembler et naviguer dans les labyrinthes – d’autant plus étonnantes.

Quanta Magazine a rendu compte de la nouvelle itération des xénobots des chercheurs, que l’équipe a décrite dans un article récemment publié dans Science Robotics. Pour cette expérience, les chercheurs, qui visent non seulement à explorer les origines de la vie multicellulaire, mais également à construire des outils organiques qui pourraient dire, manger du plastique dans l’océan, ont opté pour une approche d’assemblage plus «ascendante» par opposition à “de haut en bas.”

Alors que l’équipe a conçu la première génération de xénobots à partir de cellules de grenouille, elle a produit cette génération d’une manière plus naturelle; en retirant les cellules de la peau des embryons de grenouilles et en les laissant se développer en grappes autonomes. Et voilà, certaines cellules de chaque grappe ont commencé à utiliser leurs cils – des projections en forme de cheveux qui peuvent onduler et tourner – comme des «jambes»; permettant aux grappes entières respectives de nager dans une solution aqueuse en tant qu’organismes singuliers.

«Nous assistons à la plasticité remarquable des collectifs cellulaires, qui construisent un nouveau« corps »rudimentaire qui est tout à fait distinct de leur défaut – dans ce cas, une grenouille – malgré un génome complètement normal», Michael Levin, professeur de biologie à Tufts et auteur correspondant de la nouvelle étude, a déclaré dans un communiqué de presse. «Dans un embryon de grenouille, les cellules coopèrent pour créer un têtard. Ici, éloignées de ce contexte, nous voyons que les cellules peuvent réutiliser leur matériel génétiquement codé, comme les cils, pour de nouvelles fonctions telles que la locomotion », a ajouté le biologiste.

Les xénobots (un portemanteau de l’espèce de grenouille fournissant les cellules, Xenopus laevis et «robots») eux-mêmes ressemblent à du pop-corn globulaire. Dans la vidéo ci-dessus, les chercheurs montrent comment ils ont fabriqué les xénobots et comment ils se déplacent. Et en effet, ils ressemblent à de petits robots insensés. Un peu comme quelque chose que vous verriez dans un entrepôt automatisé. Les robots peuvent même assembler des «communautés» et échanger des informations environnementales avec des signaux chimiques.

Douglas Blackiston / Université Tufts

Ses cellules étonnantes «peuvent prendre spontanément de nouveaux rôles… sans de longues périodes de sélection évolutive pour ces caractéristiques», a ajouté Levin. En fait, les chercheurs sont étonnés que les xénobots s’assemblent du tout; notamment parce que leurs nouvelles conceptions ne sont pas «programmées» dans leur génome de grenouille.

Pour l’avenir, l’équipe étudie les moyens de créer des «essaims» de xénobots pour des applications en biomédecine et en préservation de l’environnement. Ce qui, bien qu’étonnant (et aussi très effrayant,) est presque secondaire à regarder les xénobots se construire grâce à une sorte de «carte cellulaire collective» naturelle plutôt qu’à une instruction génomique programmée. Un phénomène qui fait vraiment s’interroger sur The Force (of life).

Douglas Blackiston / Université Tufts

Image vedette: Université Douglas Blackiston / Tufts