Gencode stehlen

Ich entwerfe eine Kreatur, die einen neuen Weg gefunden hat, sich direkt während ihrer Lebenszeit zu entwickeln. Diese Methode unterscheidet sich davon, unglaublichen Umweltstress ertragen zu müssen oder Opfer einer heftigen Strahlung zu werden.

Diese Entität versucht zu überleben, indem sie den genetischen Code anderer Organismen stiehlt und sich damit an neue Bedrohungen anpasst.

Die Kreatur entschlüsselt den genetischen Code von etwas anderem, kopiert die nützlichen Teile und importiert sie dann in ein kompatibles Format wie DNA in XNA und umgekehrt.

Ich stelle mir vor, dass diese Fähigkeit für eine Vielzahl von Dingen nützlich sein könnte, wie die Bekämpfung von Krebs, indem einfach der genetische Code von Tieren gestohlen wird, die bereits dagegen immun geworden sind (wie Nacktmulle) oder ein Virus besiegt wird, indem der genetische Code des Virus verwendet wird für sein eigener Vorteil.

Ähnlich wie Wasserbären, aber mit dem Bonus, den genetischen Code zu stehlen, anstatt das Schicksal entscheiden zu lassen.

Im Laufe der Zeit kann die Verwendung des genetischen Codes anderer Organismen diese Entität in eine völlig andere Kreatur verwandeln (ohne die genetische Diebesfähigkeit zu verlieren).

Ist das realistisch oder sogar für außerirdisches Leben unmöglich?

Klingt cool, aber wie würden sie die zukünftigen Verzweigungen bestimmter DNA-Abschnitte kennen?
Eine solche Kreatur existiert in Scratch Monkey von Charles Stross.
Die Zerg in Starcraft machen das irgendwie.

Antworten (7)

Im Allgemeinen würde dieser genetische Dieb sehr schnell aussterben oder wäre entweder so weit fortgeschritten, dass er seine fortschrittliche Rechenleistung wahrscheinlich nicht in dieser Funktion einsetzen müsste.

Kompusaur

Sagte ich Verarbeitungsleistung? Ja, habe ich.

Angenommen, wir haben zwei Kreaturen mit genetischen Codes auf menschlicher Ebene: Am unteren Ende bedeutet dies über 20.000 Gene. Wir sind uns nicht sicher, wie das menschliche Genom funktioniert, denn um dies vollständig zu verstehen, müssten wir verstehen, wie jedes Allel (Variante eines Gens) mit jedem anderen Allel jedes anderen Gens interagiert. Das ist bereits ein enorm komplexes Problem, aber nehmen wir an, es gibt nur eine einzige Variante jedes Gens (von der wir wissen, dass sie nicht stimmt, sonst würden alle mehr oder weniger gleich aussehen), und unser Gendieb findet diesen anderen, den Menschen - ähnliches Wesen.

Es muss bestimmen, wie jedes der zwanzigtausend Gene mit jedem Gen in seinem eigenen Körper zusammenarbeitet. Ein einzelnes Gen würde 20.000 Berechnungen bedeuten – und wir betrachten nicht einmal polygene Gruppierungen – Merkmale, die von mehreren Genen kontrolliert werden. Ein Cluster aus drei Genen würde 20.000 * 19.999 Berechnungen erfordern. In einem Fall, in dem jedes dieser drei Gene zwei Allele hat, sind es ungefähr 20.000 ^ 6 oder nahe genug, um keine Rolle zu spielen. Die Zahl der Berechnungen explodiert astronomisch - darüber hinaus astronomisch. Dieser Gendieb verfügt über Rechenleistung, die moderne Berechnungen übersteigen. Es kann dies sicherlich nutzen, um eine Reihe anderer komplexer Dinge zu tun, die sein Überleben besser sichern würden.

Krebssaurier

Die Alternative ist, Genetik blind zu stehlen und auszuprobieren. Das ist genau das Gleiche wie sich selbst Krebs zuzufügen: Krebs sind nur Zellen mit unterschiedlicher Genetik, die sich durch Ihren Körper replizieren. Es ist unwahrscheinlich, dass du überlebst, aber wenn du es tätest, wärst du stärker.

Randosaurier

Aber! In Wirklichkeit wird die Genetik ständig ausgetauscht. Sie nehmen Genetik durch Ihre Nahrung auf. Wenn ein Virus in Ihren Körper eindringt, lernen einige Ihrer Zellen dieses Virus – indem sie seine Genetik stehlen. Babys injizieren ihre Gene in ihre Mutter, wodurch sie zu einem genetischen Mosaik wird. Bäume geben Gene an Sträucher weiter. Gene fließen ständig herum. Meistens stößt der Empfängerorganismus die Gene ab, wenn sie gefährlich sind. Manchmal werden sie an Bord genommen – und hier kommt die Gentherapie ins Spiel. Aber der Schlüssel ist, dass die Kanäle, durch die neue Gene akzeptiert werden, sehr eng sind.

Eine Mutter weiß ziemlich genau, dass die Gene ihres Kindes ungefähr gleich sind und sie wahrscheinlich nicht töten werden. Bäume und Pflanzen, die Bäume herumreichen, sterben oft, ebenso wie Bakterien, die Gene austauschen – aber ihre Reproduktion übertrifft den Tod, was bedeutet, dass die funktionsfähigen importierten Gene am Ende dauerhaft bleiben. Wenn Ihr Immunsystem Genetik akzeptiert, tut es dies auf eine Weise, die ausdrücklich darauf ausgelegt ist, dieses Virus zu bekämpfen. Damit der Gendieb arbeiten kann, müsste er einen Kanal finden, der die Wahrscheinlichkeit des Todes um ein Vielfaches verringert.

Und das Ergebnis wird wahrscheinlich nicht so einfach sein wie: "Mir wachsen die Flügel einer Fledermaus." Vielmehr wird es die Gene an Bord bringen und etwas Neues wird entstehen, basierend auf der komplexen Interaktion der Proteine, für die das Gen kodiert. Wenn die Gentherapie durchgeführt wird, unternehmen sie große Anstrengungen, um das Ergebnis zu bestimmen, und ein Großteil der Arbeit besteht darin, keine nachteiligen Auswirkungen zu haben, die schwer vorherzusagen sind. Die Ergebnisse sind nicht so vorhersehbar wie das Erlangen ganz neuer Fähigkeiten: Stattdessen werden die Ergebnisse Dinge in kleinem Maßstab verändern (wie die Menge eines produzierten Hormons), was unterschiedliche Auswirkungen auf verschiedene Teile des Systems des Randosauriers haben wird.

Während Sie also Gendiebe in freier Wildbahn haben können und tun, ist es nicht so "vollständiges Feature", wie Sie vorschlagen.

Diese existiert bereits.

Bakterien haben das bereits: Sie können kleine DNA-Stücke, sogenannte Plasmide , austauschen , auf denen sich einige Gene befinden.

Einer der Gründe, warum sich Antibiotikaresistenzen so schnell in Bakterienpopulationen ausbreiten, ist beispielsweise, dass die Gene auf Plasmide geladen werden können, die in die Umwelt gelangen und von anderen Bakterien aufgenommen werden können.

Dies hilft der Kreatur nicht, stark zu werden oder zu überleben . Im Gegenteil, es wird sehr wahrscheinlich dazu führen, dass es sehr bald getötet wird.

Das Problem der Kompatibilität

Sie können nicht einen Teil des genetischen Codes eines Organismus stehlen und erwarten, dass er in einem anderen Körper erfolgreich funktioniert. Wenn Ihre besagte Kreatur zum Beispiel beschließt, in einer Wüste zu leben und es zu heiß findet, um sympathisch zu sein, würde sie sich natürlich danach fühlen, die Gene einiger Wüstentiere zu stehlen und sich in der Hitze wie zu Hause zu fühlen. Das Problem ist, dass die Gene dieser Tiere nicht eingreifen würden und dasselbe in dieser Kreatur tun würden. Das Problem ist, dass Gene nur vor dem Hintergrund der gesamten genetischen Ausstattung eines Lebewesens von Bedeutung sind. Zum Beispiel schmeckt es etwas Kamelblut und entscheidet, dass dies eine schöne Methode ist, um glücklich in einer Wüste zu leben (Kamele haben ein viel dickeres Blut und verlieren sehr weniger Wasser durch Schwitzen). Gene zu stehlen jedoch nur für das Blut des Kamels (oder seine Haut, auch und Wassermanagementsystem) wäre eine schlechte Idee, da diese Gene nur im Hintergrund des vollständigen Kamelgenoms gut funktionieren. Beispielsweise würden die im Blut des Kamels vorhandenen Antikörper mit dem Immunsystem der Kreatur nicht richtig funktionierenursprüngliches Blut. In ähnlicher Weise wäre das Wassermanagementsystem des Kamels wahrscheinlich höchst unvereinbar mit der Wasseraufnahme der ursprünglichen Organe der Kreatur.

Also alles in allem, nein, nur einen Teil des genetischen Codes einer Kreatur zu stehlen und zu hoffen, dass er in einem ansonsten fremden Hintergrundgenom richtig funktioniert, wird nicht funktionieren.

Einige Zellen werden selten ersetzt

Zum Beispiel Gehirnzellen (einige Teile davon), viele Muskelzellen, mehrere Arten von Blutzellen usw. Referenz

Das bedeutet, dass diese Zellen für den Organismus nicht ersetzbar wären.

Das Hauptproblem: Krebs

Dies ist der Fall, wenn verschiedene Zelltypen unterschiedliche Wachstums-/Mitoseraten aufweisen. In Anbetracht dessen, dass Zellen verschiedener Organismen unterschiedliche Wachstums- und Vermehrungsraten aufweisen, würde das Kopieren von irgendetwas aus einem sich schnell vermehrenden Zellgenom das Schicksal für die Kreatur bedeuten, da diese Zellen innerhalb weniger Wochen schnell Tumore bilden und den Wirtskörper verwüsten würden.

Vielleicht ein anderer Ansatz als andere, anstatt genetisches Material zu stehlen und es in ein bestehendes Muster zu integrieren, besteht die Möglichkeit, die Körperteile eines Individuums zu klonen und sie vollständig in den Wirtskörper zu integrieren.

Das umgeht die Probleme der Zellen, dann ist es ein Fall, einen plastischen Geist zu haben (sagen wir Oktopusse), der sich leicht an die Kontrolle an neue Anhängsel anpassen kann, und einen Körper zu haben, der Fremdkörper nicht pauschal abstößt.

So können Sie die Flügel einer Fledermaus ohne den Körper wachsen lassen und sie an Ihren eigenen anpflanzen.

Hinweis: Das Wachstum neuer reifer Körperteile würde viel Energie erfordern, also vergessen Sie nicht einen gesunden Appetit dazu!

Genmaterial stehlen? Wahrscheinlich nicht. Aber sein eigenes Wachstum kontrollieren, um wie andere Kreaturen zu werden? Vielleicht.

Unsere Evolutionstheorien besagen, dass die Veränderungen der Kreaturen im Laufe der Zeit von Mutationen und der Auswahl vorteilhafter Eigenschaften herrühren. Signifikante genetische Veränderungen innerhalb einer Generation ohne "Drittanbieter"-Geräte (zB gentechnisch veränderte Viren, Strahlung) kontrolliert zu haben, erscheint höchst unwahrscheinlich -- erstens kann kein bekanntes Lebewesen seine DNA selektiv verändern. Die „anpassungsfähigsten“ Organismen (z. B. Kakerlaken) sind anpassungsfähig, weil sie eine hohe Mutationsrate haben, nicht weil sie ihre Mutationen so steuern können, dass sie vorteilhaft sind.

Seht, betretet den Tree-o-zard.

Eine empfindungsfähige Kreatur, geformt wie ein großer Baum. Mit einer kleinen Version von sich selbst für jeden "Zweig".

Diese Kreatur würde Mutationen in jedem kleinen Körper / "Zweig" induzieren, indem sie sie Strahlung aussetzt (plausibel stammt sie von einem atmosphärenlosen Planeten, auf dem Strahlung reichlich vorhanden ist) (definitiv kein Mangel an Strahlung im Weltraum) und den verschiedenen Mutationen erlaubt, jeden zu verbrauchen Ast. Der „Rumpf“ (ursprünglicher Körper) würde aus einem dicken strahlenfesten Material bestehen, damit der ursprüngliche genetische Code der Kreatur nicht beschädigt würde. Wenn dann festgestellt wird, dass ein Zweig eine gute Mutation aufweist, wird er in den Stamm assimiliert und alle anderen Zweige werden zerstört (wie durch Abszision). Dann würde der Tree-o-zard eine neue "Generation" von Zweigen nachwachsen lassen und den Vorgang wiederholen.

"Aber warte!" du sagst. "Würde das nicht kre--"

Ja. Diese Kreatur müsste unglaublich groß sein. Eine eigentlich erwünschte Mutation zu bekommen, wäre extrem schwierig. Stellen Sie sich vor, die Chancen stehen 1 zu 1.000.000.000 (1 Milliarde). Selbst mit zehn Milliarden Zweigen ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Tree-o-zard eine gute Mutation bekommt, kaum garantiert (ich werde später eine Bearbeitung vornehmen, wenn ich nachrechne). Daher wäre der Prozess extrem langsam und die Kreatur wäre wahrscheinlich sitzend.

Die Verwendung des Wortes „stehlen“ impliziert, dem ursprünglichen Besitzer etwas zu entziehen. Ich denke, dass der Einbau eines Fragments von DNA-Material von einem Organismus in einen anderen den Spender in keiner Weise beeinflusst.

Ich beginne damit, diese Idee mit einem Beispiel zu verdeutlichen. Ich werde dann meine Meinung darüber äußern, warum es unwahrscheinlich ist, dass das Ausleihen eines Fragments des genetischen Codes, um es in einen Erwachsenen einzubauen, zu sichtbaren Ergebnissen führt.

Ein Beispiel für dieses Wort könnte sein: Wenn ich ein Buch veröffentliche, in dem ich einige Seiten eines bekannten Autors wie Shakespeare abkopiere. Wenn mein Buch mehr anspricht als das Original, wenn diese wenigen Seiten einen Mehrwert für meine Arbeit darstellen und wenn diese wenigen Seiten ausreichen, um einige Leute davon zu überzeugen, die Originalquelle nicht zu kaufen, wodurch die ursprüngliche Autorin um Einnahmen gebracht wird, die sie sonst erhalten würde, dann dies stiehlt eindeutig.

Dieses Beispiel ist absichtlich übertrieben. Ein Autor kann auch dann als unehrlich angesehen werden, wenn die Quelle der wenigen Seiten nicht von einem bekannten Autor stammt. Eine Klage in einem solchen Fall würde helfen, den ursprünglichen Autor zu entdecken.

Um den wichtigen Teil der Frage zu beantworten, denke ich, dass das Einfügen von DNA-Fragmenten aus anderen Organismen in den meisten Fällen wahrscheinlich nicht hilft. Wenn zum Beispiel ein Säugetier davon träumt, Flügel wie ein Vogel zu bekommen, kann eine solche Veränderung bei einem bereits ausgewachsenen Tier nicht passieren. Ein Säugetier würde es wahrscheinlich vorziehen, die Gene von anderen Säugetieren, wie den Fledermäusen, zu verwenden, anstatt die von Vögeln zu verwenden. Da der nächste gemeinsame Vorfahre zwischen Vögeln und Säugetieren viel weiter in der Zeit liegt (möglicherweise mehr als 300 Millionen Jahre), sind die Teile des genetischen Codes, die ähnlich genug sind, um kompatibel zu sein und auf sinnvolle Weise zu funktionieren, sehr klein.

Die spezifischen Gene, die für eine groß angelegte Modifikation wie das Ersetzen der Arme und Beine durch ein Flügelsystem ähnlich wie bei Fledermäusen erforderlich sind, müssten die Wachstumsrate früher Zellen beeinflussen, kurz nachdem sie beginnen, sich zu differenzieren.

Die Art und Weise, wie die Zellen die Rate der Teilung, Migration und des vorprogrammierten Zelltods sorgfältig orchestrieren, um eine lebensfähige Miniaturkopie eines Erwachsenen zu erstellen, ist eine unglaubliche Menge fein abgestimmter, scheinbar nutzloser Teile der DNA, die tatsächlich als Timer und anderer Teil der fungieren können genetischer Code, der bestimmte chemische Auslöser steuert, die als Algorithmus als äquivalent zu einer Entscheidungsfindungseinheit fungieren.

Um ein verständliches Beispiel zu geben, nehmen Sie an, Sie würden versuchen, eine Maschine zu bauen, die die Symphonie von Beethoven mit Tausenden von Gurk-Uhren reproduziert, von denen jede vorprogrammiert ist, um zur richtigen Zeit eine Glocke zu schlagen. Nehmen wir an, Sie könnten einige dieser mechanischen Uhren in Clustern gruppieren, die den sich wiederholenden Teil der Musik spielen würden. Eine Hauptuhr löste jede Gruppe nacheinander aus und schaffte es, die Uhren, die bereits einmal klingelten, zurückzuspulen, damit sie bereit waren, diesen Teil des Songs später abzuspielen.

Grundsätzlich wird ein großer Teil des genetischen Codes, der für einen Erwachsenen nutzlos erscheint, benötigt, um diesen komplexen dreidimensionalen Organismus aufzubauen, der aus Billionen von Zellen besteht, wie es alle mehrzelligen lebenden Organismen tun.

Sobald diese Struktur aufgebaut ist, kann sie sich nicht mehr in eine andere verwandeln. Nehmen Sie das Beispiel Raupe. Die Metamorphose zum Schmetterling vollzieht sich, indem das Haus abgerissen und ein brandneues gebaut wird. Jede Orgel wird aufgelöst und ein brandneues Set von Grund auf neu entwickelt. Es ist, als ob diese beiden Phasen im Leben zwei unterschiedliche Kreaturen wären, die in der DNA kodiert sind. Die Hälfte der genetischen Sequenz weiß, wie man sich vom Ei zur Raupe entwickelt.

Dann wird die gesamte von der Raupe als Fettreserve angesammelte Nahrung verwendet, ähnlich wie das Gelb und Weiß eines Hühnereis, um das Wachstum einer einzelnen Zelle im Inneren des Kokons wieder in Gang zu bringen. Diese Zelle in der sterbenden Raupe entwickelt sich neu wie ein frisch befruchtetes Ei, beginnend mit einigen Teilungen, wahrscheinlich 5, wodurch 32 identische Kopien entstehen. Dann, beginnend mit der Differenzierung, erhält jede Zelle eine fast identische Kopie der gesamten DNA, mit Ausnahme kleiner Teile, die für die Zellspezialisierung verantwortlich sind.

Die einzige Zelle, die eine vollständig intakte DNA-Sequenz erhält, die gesamte Anweisung, die nächste Generation zu starten, sind das Spermium und die Eizelle. Jede andere Zelle erhält eine Kopie mit winzigen Unterschieden, einige Teile des Codes fungieren als Sperre, um beispielsweise zu verhindern, dass die Neuronenzelle dasselbe Protein wie die Leberzelle bildet. *Schlechtes Beispiel, da ich letzte Woche erfahren habe, dass die Zellen in der Leber mehr als einen Zellkern haben).

Das gibt es bereits in weitaus eindrucksvollerer Form – hier tritt das Bärtierchen auf:

http://www.sciencealert.com/the-tardigrade-genome-has-been-sequenced-and-it-has-the-most-foreign-dna-of-any-animal

Sie werden Wasserbären genannt und kommen fast überall vor, von den großen Seen bis zum Himalaya. Sie können in extremer Hitze und extremer Trockenheit überleben und erwachen wieder zum Leben, wenn die Zeit des Lebens gekommen ist. Bärtierchen sind die Inspiration für die Antagonistenrasse von Half Life 2 – die Combine, die Wirtsmerkmale nutzen, um sich zu neuen Lebensformen zu verbinden.

Bärtierchen