Abwärtskompatibler Transhumanismus: Ist das machbar?

Nehmen wir an, wir haben irgendwo außerhalb der Erde eine menschliche Gesellschaft, die psychologisch bereit für genetischen Transhumanismus ist ... vielleicht kommen die Menschen einfach nicht mit der Umwelt zurecht, vielleicht unterstützt die lokale Religion dies, vielleicht ist die lokale Tierwelt ein bisschen zu viel zu handhaben , oder vielleicht wollen die Leute einfach nur, dass ihre Kinder bessere Körper haben als ihre.

Also schlagen die Genetiker die DNA auf, um sie in einen Embryo einzufügen, damit das Baby mit den gewünschten Veränderungen geboren wird. Es ist getestet und für die allgemeine Veröffentlichung freigegeben.

Nun, die Eltern, die für ihr Kind bezahlen, um dieses Upgrade zu erhalten, möchten, dass ihre Enkel und ihre Nachkommen die Augmentation erben ... unabhängig davon, ob ihr Kind männlich oder weiblich ist und unabhängig davon, ob der reproduktive Partner ihres Kindes verbessert ist. .. ohne dass ihr Enkel im Embryonalstadium verändert werden muss.

Umgekehrt möchten diejenigen, die bestimmte Verbesserungen in Auftrag geben, möglicherweise nicht, dass die Verbesserungen an die nächste Generation weitergegeben werden, außer unter bestimmten Umständen ... vielleicht nur, wenn der Fortpflanzungspartner auch die Verbesserung hat, oder vielleicht nur, wenn ein bestimmter Umweltfaktor vorhanden oder nicht vorhanden ist.

Also fügen die Genetiker der Zygote ein zusätzliches Chromosomenpaar hinzu, das alle notwendigen Gene für die Verbesserung enthält. Die hinzugefügten Chromosomen werden wie üblich während der Mitose (normale Zellteilung) zusammen mit den anderen repliziert und haben die gewünschte Wirkung auf das Individuum, das sie trägt.

Nun ist der Unterschied, der sowohl Abwärtskompatibilität als auch selektive Nichtübertragung ermöglicht, nur während der Meiose (der Zellteilungen, die haploide Gameten produzieren) bemerkbar.

Normalerweise wird die DNA einer Zelle vor der Mitose oder Meiose einmal repliziert. Um zu verhindern, dass während der Mitose oder Meiose zu viele Kopien entstehen, wird ein Protein hergestellt, das an eine Startsequenz auf dem Chromosom bindet, und von dort aus beginnt die Replikation. An die Kopien ist das Starterprotein nicht gebunden, sie werden also selbst nicht kopiert.

Der Unterschied besteht darin, dass die abwärtskompatiblen Chromosomen eine zusätzliche Startsequenz haben, die sich von der natürlichen unterscheidet. Während der Mitose spielt dies keine Rolle. Während der Meiose, während der DNA-Replikation, wird jedoch ein anderes, anderes Starterprotein produziert, das nur an die zusätzliche andere Startsequenz bindet. Dies führt dazu, dass die beiden Zellen, die aus der ersten meiotischen Teilung resultieren, vier statt zwei Kopien der zusätzlichen Chromosomen aufweisen. Dann werden während der zweiten meiotischen Teilung die gepaarten Chromosomen zwischen den resultierenden Zellen aufgeteilt. Dies führt dazu, dass die Gameten in Bezug auf die ursprünglichen Chromosomen haploid sind, in Bezug auf die neuen Chromosomen jedoch diploid sind.

Unabhängig davon, ob der Gamete der verbesserten Person ein Ei oder ein Spermium ist, ist die resultierende Zygote bei der Befruchtung mit dem Gameten einer nicht verbesserten Person vollständig diploid und verbessert und erhält beide Kopien des Verbesserungschromosoms von ihrem verbesserten Elternteil.

Jetzt besteht der Trick darin, nicht mit zusätzlichen Kopien des Verbesserungschromosoms zu enden, wenn beide Elternteile verbessert werden. Dies kann durch Signalproteine ​​auf der Oberfläche der Gameten erreicht werden. Wenn bei der Befruchtung sowohl Eizelle als auch Sperma das Erweiterungschromosom tragen, haben sie jeweils ein männliches oder weibliches spezifisches Markerprotein auf ihrer Oberfläche. Wenn das Spermium den weiblichen Marker erkennt oder das Ei den männlichen Marker erkennt, tritt bei einem der Erweiterungschromosomen innerhalb dieses Gameten ein Prozess ähnlich der X-Inaktivierung auf, wodurch dieses Chromosom inaktiviert wird. Anders als bei der X-Inaktivierung werden die inaktivierten Enhancement-Chromosomen jedoch kurz nach der Befruchtung zerstört.

Um ein Verstärkungschromosom nur bei der Fortpflanzung mit einem ähnlich verbesserten Partner zu übertragen, wird die Meiose unverändert gelassen, so dass die resultierenden Gameten vollständig haploid sind. Wenn der andere Gamete nicht den erforderlichen Marker hat, wird das Erweiterungschromosom inaktiviert und zerstört. Wenn beide Gameten die Verbesserungschromosomen haben, sollte die Zygote für alle Chromosomen richtig diploid sein.

Wenn das Verstärkungschromosom nur in Gegenwart oder Abwesenheit eines bestimmten Umweltmarkers übertragen werden muss, hat dieses Chromosom nur eine alternative Startsequenz, und während der Meiose wird das alternative Starterprotein nur in Gegenwart oder Abwesenheit des Markers produziert, und das Das Verbesserungschromosom wird in Abwesenheit des alternativen Starterproteins zerstört, was zu nicht verbesserten Gameten führt. Das alternative Starterprotein wird immer während der Mitose produziert.

Also ... ist das machbar oder würde es Probleme geben? Könnte es verbessert werden?

@DWKraus, der ganze Sinn von all dem besteht darin, ein potenziell sehr stark verbessertes Subjekt zu schaffen, das immer noch mit nicht verbesserten Menschen interfruchtbar ist, anstatt eine neue Art zu schaffen
Wie löscht man die zusätzlichen Chromosomen?
@DWKraus Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten ... wie das Markieren als unnötig mit einem speziellen Protein, das die Aufnahme in eine Vakuole erleichtert, die Desoxyribonuklease enthält, die die DNA abbaut, oder vielleicht mit der Verwendung einer DNA-Depolymerase. Es spielt keine Rolle, wie, nur dass das Endergebnis darin besteht, dass die überschüssigen Kopien inaktiviert und zerstört werden.
Gesunde Menschen sollten 23 Chromosomenpaare haben, zu wenig oder zu viel sie entwickeln Turner-Syndrom bzw. Down-Syndrom. Den Rest nennen wir gemischt.
Entschuldigung, ich habe es verwechselt, sollte Edward-Syndrom für zusätzliches Chromosom sein.
@user6760 Turner-Syndrom, Edward-Syndrom oder Down-Syndrom sind Beispiele für spezifische Chromosomenmengenprobleme. Das Turner-Syndrom ist X- und nicht XX/XY. Das Edward-Syndrom hat 3 Kopien von Chromosom 18. Das Down-Syndrom hat 3 Kopien von Chromosom 21. Es ist nicht annähernd so einfach, wie Sie vermuten

Antworten (3)

Warum die Erweiterungen in das menschliche Basisgenom selbst einbauen? Warum sie nicht in ihre eigenen künstlich hergestellten Organellen stecken? 

Wie die Mitochondrien wären diese "Metachondrien" genetisch isoliert. Die in ihnen codierten Merkmale nehmen nicht am chromosomalen Square-Dance der Meiose teil. Im Gegensatz zu Mitochondrien wären Metachondrien von einem oder beiden Elternteilen vererbbar. Welcher Mechanismus auch immer die väterlichen Mitochondrien zerstört, braucht diese künstlichen Organellen einfach nicht zu beeinflussen. 

Wenn Sie Ihre Erweiterungen in metachondriale Körper einschließen, haben Sie mehr Flexibilität in Ihrer Technik. Sie können Merkmale haben, die nur durch väterliche Linien getragen werden, wenn sich p-Metachondrien während der Eibildung selbst zerstören. Ebenso gehen m-Metachondrien, die sich während der Spermienbildung selbst zerstören, nur durch mütterliche Linien, genau wie die Mitochondrien, die sie inspiriert haben. Sie können U-Metachondrien haben, die universell vergehen, unabhängig von der Elternlinie. 

Möchten Sie Merkmale, die väterlich weitergegeben werden, sich aber nur ausdrücken, wenn die Mutterlinie auch richtig verbessert wird? Dann machen Sie p-Metachondrien, die ruhen, außer wenn die passenden m-Metachondrien vorhanden sind. Auf diese Weise, wenn Daddy das falsche Mädchen heiratet, Junior aber das richtige Mädchen, werden die Enkelkinder immer noch Teil der erweiterten Großfamilie. Sie wollen mehr Flexibilität? Ok, wie wäre es mit p-Metachondrien, die schlummern, es sei denn, Mama hat schon vor der Empfängnis die richtigen Nahrungsergänzungsmittel eingenommen? 

Das Beste ist die Option eines ausfallsicheren Kill-Switch. Entwickeln Sie Dinge so, dass das richtige Medikament alle Metachondrien aus dem Fortpflanzungssystem reinigt. Sie sind in einer einzigen Generation zurück zur Grundlinie der Menschheit, wenn Sie es sein müssen. Wenn eine unerwünschte metachondriale Mutation vorliegt, kann sie nicht nur behandelt, sondern vollständig ausgerottet werden. 

Patchen Sie nicht das menschliche Genom selbst. Lassen Sie den ganzen Code intakt. Schreiben Sie stattdessen ein Overlay. Schreiben Sie ein Plugin. Schreiben Sie etwas, das sich einfacher rückgängig machen, einfacher aktualisieren und isoliert einfacher debuggen lässt. 

Ein vollständiger und separater künstlicher Organellenkörper bringt Ihnen eine breitere Palette von Lösungen ein, als nur ein paar Stränge kundenspezifischer DNA jeder kaufen könnte. Es ist nicht nur neuer Code; es ist ein neuer Unterprozessor, der den neuen Code handhabt. 

In gewissem Sinne sind die zusätzlichen Chromosomen vom grundlegenden menschlichen Genom getrennt. Indem Sie die zusätzlichen Chromosomen in separate Organellen stecken, fordern Sie effektiv, dass sie größer und komplizierter sind, da sie ihren eigenen Proteinsynthesemechanismus haben müssen, anstatt sich auf bereits bestehende Mechanismen zu stützen. Ein zusätzliches Organell mit eigenen metabolischen Anforderungen zu haben, ist nicht so effizient wie die zeitweise Nutzung bestehender Mechanismen, und es kann eine Zeit kommen, in der die Effizienz entscheidend ist.
Außerdem haben menschliche Spermien Mitochondrien … eigentlich ziemlich viele, aber sie bleiben bei der Befruchtung zurück. Es wäre schwierig, ein weiteres Organell einzubauen, ohne noch mehr unnötiges Gewicht hinzuzufügen, und dies so zu tun, dass es durch die Zellmembran des Eies getragen würde, ohne vom Akrosom zerstört zu werden.
Ja. Die Verkapselung des metahumanen Genoms in Metachondrien ist nicht etwas, das man kostenlos bekommt. Wir müssen mit Kosten und Risiken rechnen, die für andere Nanobots von Neumann typisch sind. Andererseits sind auch lose Plasmidkonstrukte und künstliche Chromosomen nicht ungefährlich. Was bedeutet es, mehr als einen Square Dance auf derselben Tanzfläche zu haben? Betrachten wir potenziell katastrophale Mutationen durch Crossover-Fehlpaarungen? Könnten wir alternative Startsequenzen haben, die an nicht-alternative Chromosomen anhaften? Wie könnten wir ohne einen sauberen, ausfallsicheren Notausschalter überhaupt zu „getestet und für die allgemeine Veröffentlichung zugelassen“ gelangen?

Nun, solange die verbesserten Menschen keine Änderungen an der Kernstruktur ihrer Gene haben (keine zusätzlichen Chromosomen und dergleichen), sind sie automatisch rückwärtskompatibel mit normalen Menschen, da sie immer noch Menschen sind.

Dann könnte das Vererbungsproblem gelöst werden, indem man entscheiden könnte, ob ein Gen rezessiv oder dominant ist. Auf diese Weise können sie, wenn sie möchten, dass ihr Kind sich ausbreiten kann, das Gen dazu zwingen, dominant oder vielleicht sogar superdominant zu sein, so dass es auch normale dominante Gene außer Kraft setzt.

Dies würde immer noch zu einem Problem führen, wenn beide Partner eine dominante Verstärkung haben, da dies nur eine Einschränkung der Biologie ist, aber das könnte ein interessanter Teil der Geschichte sein. Sie könnten gezwungen sein, die Hilfe eines Genetikers in Anspruch zu nehmen, um eine benutzerdefinierte Kombination ihrer Gene herzustellen.

Es sollte funktionieren, aber...

  • Es wäre einfacher, die Gene auf den Chromosomen neu anzuordnen, so dass die Transhumanen nicht in der Lage wären, sich mit Nicht-Transhumanen zu paaren, da sich die Gene nicht ausrichten würden. Oder wenn Sie ein 24. Chromosomenpaar hinzufügen, dann werden die resultierenden Kinder mit einem normalen Chromosom nicht übereinstimmen, wie eine Trisomie (was zu einem unfruchtbaren Maultier führt?), wodurch ein unkontrollierter Gentransfer verhindert wird. Die Transhumanen wären eine neue Spezies.
  • Aber vielleicht möchten Sie gar nicht erst eine neue Art gründen. Eine einfügbare Kopie des Gens mit eingebautem CRISPR könnte das Gen in Abwesenheit eines ebenfalls hinzugefügten Suppressors herausschneiden, der homozygot sein muss, um zu funktionieren. Alle Transhumanen wären homozygot positiv für den Suppressor, alle Normalen wären homozygot negativ. Zwei transhumane Eltern haben homozygote Suppressor-Kinder, die zu Transhumanen werden. Ein Transhuman und ein Normaler haben heterozygote Kinder, die die Gene (einschließlich des Suppressors) löschen und Normale sind.
  • Eine unterhaltsame Alternative wäre, dass Normale alle ein eingebautes Anti-CRISPR-Abwehrgen haben, das so konstruiert ist, dass sie vor Menschen geschützt sind, die CRISPR missbrauchen. Alle eingefügten Gene von transhumanen Menschen würden als Pro-CRISPR herausgeschnitten und würden zu einem normalen Ergebnis führen, während alle Transhumanen das Anti-CRIPSR-Gen nicht hätten. Das Anti-CRISPR würde (ironischerweise) CRISPR selbst in die Chromosomenkopien des transhumanen Elternteils einfügen, sodass das Anti-CRISPR-Gen immer homozygot wäre. Wiederum werden zwei Transhumane transhumane Kinder haben, aber ein Transhuman und ein Normaler werden das Anti-CRISPR haben und normale Kinder gebären. Nur ein Gedanke.
  • Dies sollte Ihnen zwei zusätzliche Alternativen bieten, die eine Kreuzung ermöglichen. Ihre Idee sollte immer noch funktionieren, aber das Durcheinander mit der Chromosomenmigration scheint ein gefährliches Gebiet zu sein. (Ich weiß, wilde Genumordnungen, wie ich sie vorschlage, klingen VOLLKOMMEN sicher, oder?) Die letzte Option (CRISPR-Verteidigung) ermöglicht eine Gesellschaft, die durch unkontrollierte Genmanipulation missbraucht wurde, dies aber nicht mehr will und nicht will verlassen sich auf "gute" Schauspieler, die ihre Kinder so gestalten, dass sie nur Gene an andere Transhumanen weitergeben. Es erfordert, dass alle außer Transhumanen Genveränderungen akzeptieren (selbst wenn sie nur zur Verteidigung dienen).
Dies verfehlt eher den Zweck ... dass eine einzelne verbesserte Person alle ihre Kinder ebenfalls verbessern kann oder dass eine Verbesserung den Bedingungen entsprechend weitergegeben wird, ohne dass die verbesserte Person zu einer neuen Spezies wird .
Im Suppressor-Szenario sind die Kinder homozygoter Suppressor mit einem Transhuman (Genpass), aber heterozygot mit einem Normalen (Gene werden herausgeschnitten). Im Anti-CRISPR-Szenario werden die Gene an Kinder weitergegeben, wenn sie mit einem Transhumanen gepaart werden, aber herausgeschnitten, wenn sie mit einem normalen mit Anti-CRISPR gepaart werden. Ist das nicht das gewünschte Ergebnis? Zwei Transhumane haben transhumane Kinder, aber wenn sich jemand mit einem Normalen paart, sind die Kinder normal?
Dies wäre ein interessantes Modell für „unsterbliche“ oder „Feen“-Rassen, wo sie sich mit Menschen paaren können, aber die daraus resultierenden Kinder immer im Wesentlichen Menschen sind. Nimm das, Fantasy-Plots!
In manchen Fällen ja... aber der Normale wird keine genetischen Modifikationen haben. Für das Nicht-Übertragungs-Szenario ist es eher eine „Deine Kinder können das nicht haben, wenn du dich nicht mit deiner eigenen Art reproduzierst“-Sache als eine „Meine Eltern wollen nicht, dass unsere Kinder deine Verbesserungen bekommen“-Sache. Es gibt auch die Sache "Wenn Sie das Heimatland verlassen / in das Heimatland unserer Feinde gehen, werden Ihre dort geborenen Kinder Ihre Verbesserungen nicht haben".
Das mittlere Szenario erfordert keine Modifikation der normalen Population. Wenn es um Macht geht, machen Sie für die Übertragung des Chromosoms ein spezielles Co-Faktor-Medikament erforderlich, das die Eltern benötigen, um sich der Meiose zu unterziehen, während sie das Gen enthalten. Wenn sie ihr Zuhause verlassen, bekommen sie keinen Co-Faktor und sie verlieren die speziellen Gene in der nächsten Generation. Wenn sie sich außerhalb der Erlaubnis der Regierung paaren, kein Co-Faktor, kein zusätzliches Chromosom, normale Kinder. Ehepartner betrügen? Kein Co-Faktor, kein zusätzliches Chromosom, normale Kinder.
@Monty Wild vielleicht erkläre ich mich nicht. In diesen Szenarien spreche ich von CRISPR, aber ich beziehe mich hauptsächlich auf das Entfernen von Genen, anstatt sie zu übertragen. Wenn Sie keine Suppressor-Gene haben, werden die Zusatzgene herausgeschnitten. Nur zwei Transhumane werden transhumane Kinder haben. Alle anderen bekommen Normale. Es ist die ultimative Aufrechterhaltung der Klassenstruktur, ohne die Leute unfähig zu machen, ihren wilden Hafer zu verbreiten.
Es gibt einige Umstände, unter denen dies wünschenswert sein könnte, aber in meinem Szenario würde die Mehrheit der Menschen verbesserte Kinder haben wollen , ob sie selbst verbessert wurden oder nicht ... aus Gründen der Geschichte. Ich erwarte jedoch auch, dass es einige von der Regierung geförderte Verbesserungen geben wird, die sie daran hindern wollen, sich wahllos zu verbreiten.
Das CRISPR-Szenario scheint eher dazu da zu sein, unter bestimmten Umständen Gene aus einem bereits vorhandenen Chromosom herauszuschneiden. Mein Szenario ist, dass die bereits vorhandenen Chromosomen nicht berührt werden und alle Verbesserungen auf separaten Chromosomen erfolgen, damit sie leichter reguliert werden können. Das Einfügen von Genen in ein bereits vorhandenes Chromosom kann Probleme mit der Rekombination haben.
Abwärtskompatibler Transhumanismus: Ist das machbar?
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