The next generation xenobots are here

In 2020 maakten wetenschappers wereldwijd furore door het creëren van “xenobots” – kleine “programmeerbare” levende wezens gemaakt van enkele duizenden kikkerstamcellen.

Deze pionierende xenobots konden zich verplaatsen in vloeistoffen, en wetenschappers beweerden dat ze nuttig zouden kunnen zijn voor het monitoren van radioactiviteit, verontreinigende stoffen, medicijnen of ziekten. Vroege xenobots overleefden tot tien dagen.

Een tweede golf van xenobots, gecreëerd begin 2021, vertoonde onverwachte nieuwe eigenschappen. Deze omvatten zelfherstel en een langere levensduur. Ze lieten ook een vermogen zien om samen te werken in zwermen, bijvoorbeeld door zich in groepen te verzamelen.

Vorige week heeft hetzelfde team van biologen, robotici en computerwetenschappers een nieuw soort xenobot onthuld. Net als eerdere xenobots werden ze gemaakt met behulp van kunstmatige intelligentie om virtueel miljarden prototypes te testen, waardoor het langdurige trial-and-error proces in het lab werd omzeild. Maar de nieuwste xenobots hebben een cruciaal verschil: deze keer kunnen ze zichzelf repliceren.

De nieuwe xenobots lijken een beetje op Pac-Man – terwijl ze rondzwemmen kunnen ze andere kikkerstamcellen opslokken en nieuwe xenobots assembleren net zoals zijzelf. Ze kunnen dit proces enkele generaties lang volhouden.

Maar ze reproduceren niet op een traditionele biologische manier. In plaats daarvan vormen ze de groepen kikkercellen in de juiste vorm, met behulp van hun "monden". Ironisch genoeg baarde de recent uitgestorven Australische maagbroedkikker uniek haar jongen via haar mond.

De laatste vooruitgang brengt wetenschappers een stap dichter bij het creëren van organismen die zichzelf oneindig kunnen repliceren. Is dit net zo'n doos van Pandora als het klinkt?

Conceptueel gezien is door mensen ontworpen zelfreplicatie niet nieuw. In 1966 besprak de invloedrijke wiskundige John Von Neumann “zelfreproducerende automaten”.

Beroemd genoeg verwees Eric Drexler, de Amerikaanse ingenieur die wordt gecrediteerd met het oprichten van het veld van "nanotechnologie", naar het potentieel van "grijze smurrie" in zijn boek uit 1986 Engines of Creation. Hij stelde zich nanorobots voor die onophoudelijk repliceerden en hun omgeving verslonden, waarbij alles werd omgezet in een drab gemaakt van henzelf.

Hoewel Drexler later spijt had van het bedenken van de term, is zijn gedachte-experiment vaak gebruikt om te waarschuwen voor de risico's van het ontwikkelen van nieuwe biologische materie.

In 2002, zonder de hulp van AI, werd een kunstmatig polio virus gemaakt van op maat gemaakte DNA-sequenties in staat tot zelfreplicatie. Hoewel het synthetische virus tot een laboratorium beperkt bleef, kon het muizen infecteren en doden.

De onderzoekers die de nieuwe xenobots hebben gemaakt, zeggen dat hun belangrijkste waarde ligt in het demonstreren van vooruitgang in biologie, AI en robotica.

Toekomstige robots gemaakt van organische materialen zouden mogelijk milieuvriendelijker kunnen zijn, omdat ze ontworpen zouden kunnen worden om te ontbinden in plaats van te blijven bestaan. Ze zouden kunnen helpen bij het aanpakken van gezondheidsproblemen bij mensen, dieren en het milieu. Ze zouden kunnen bijdragen aan regeneratieve geneeskunde of kankertherapie.

Xenobots zouden ook kunst kunnen inspireren en nieuwe perspectieven op het leven bieden. Vreemd genoeg worden xenobot "nakomelingen" gemaakt naar het evenbeeld van hun ouders, maar zijn ze niet gemaakt van of uit hen. Als zodanig repliceren ze zonder echt te reproduceren in biologische zin.

Misschien zijn er buitenaardse levensvormen die hun "kinderen" samenstellen uit objecten in de wereld om hen heen, in plaats van uit hun eigen lichamen?

Het kan vanzelfsprekend zijn om instinctieve bedenkingen te hebben bij xenobot-onderzoek. Een xenobot-onderzoeker zei dat er een “morele verplichting” is om deze zichzelf replicerende systemen te bestuderen, maar het onderzoeksteam erkent ook juridische en ethische zorgen met betrekking tot hun werk.

Eeuwen geleden bracht de Engelse filosoof Francis Bacon het idee naar voren dat sommige onderzoeken te gevaarlijk zijn om uit te voeren. Hoewel wij niet geloven dat dit het geval is voor de huidige xenobots, kan dat wel zo zijn voor toekomstige ontwikkelingen.

Elk vijandig gebruik van xenobots, of het gebruik van AI om DNA-sequenties te ontwerpen die opzettelijk gevaarlijke synthetische organismen zouden doen ontstaan, is verboden door het Verdrag inzake biologische wapens van de Verenigde Naties en het Protocol van Genève uit 1925 en het Verdrag inzake chemische wapens.

Echter, het gebruik van deze creaties buiten oorlogsvoering is minder duidelijk gereguleerd.

Het interdisciplinaire karakter van deze vooruitgangen, waaronder AI, robotica en biologie, maakt ze moeilijk te reguleren. Maar het is nog steeds belangrijk om mogelijk gevaarlijke toepassingen te overwegen.

Er is hier een nuttig precedent. In 2017 publiceerden de Amerikaanse nationale academies voor wetenschap en geneeskunde een gezamenlijk rapport over de zich ontwikkelende wetenschap van het bewerken van het menselijk genoom.

Het schetste de voorwaarden waaronder wetenschappers menselijke genen mogen bewerken op manieren die de wijzigingen doorgeven aan volgende generaties. Het adviseerde dat dit werk beperkt moet blijven tot "dwingende doeleinden van het behandelen of voorkomen van ernstige ziekten of handicaps", en zelfs dan alleen onder strikte toezicht.

Zowel de Verenigde Staten als het Verenigd Koninkrijk staan nu menselijke genbewerking toe onder specifieke omstandigheden. Maar het creëren van nieuwe organismen die zichzelf zouden kunnen voortplanten, ging ver buiten het bereik van deze rapporten.

Hoewel xenobots momenteel niet gemaakt worden van menselijke embryo's of stamcellen, is het denkbaar dat dit in de toekomst wel zou kunnen. Hun creatie roept vergelijkbare vragen op over het creëren en modificeren van levende organismen die regulering vereisen.

Momenteel leven xenobots niet lang en repliceren ze slechts voor een paar generaties. Toch, zoals de onderzoekers zeggen, kan levende materie zich op onvoorziene manieren gedragen, en deze zullen niet noodzakelijkerwijs goedaardig zijn.

We moeten ook rekening houden met mogelijke effecten op de niet-menselijke wereld. Menselijke, dierlijke en milieugezondheid zijn nauw verbonden, en organismen die door mensen worden geïntroduceerd, kunnen onbedoeld grote schade aanrichten in ecosystemen.

Welke grenzen moeten we aan de wetenschap stellen om een real-life "grijze smurrie"-scenario te voorkomen? Het is nog te vroeg om volledig voorschrijvend te zijn. Maar toezichthouders, wetenschappers en de samenleving moeten zorgvuldig de risico's en voordelen tegen elkaar afwegen

Geschreven door Simon Coghlan, Senior Research Fellow in Digital Ethics, Centre for AI and Digital Ethics, School of Computing and Information Systems, The University of Melbourne en Kobi Leins, Honorary Senior Fellow, Department of War Studies, King's College London. Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.