Ich erschaffe eine Welt der nahen Zukunft, in der Labors menschliche Gameten (Spermien und Eizellen) unter Verwendung von Chromosomen verschiedener Menschen herstellen könnten. Theoretisch könnten wir also das 1. Chromosom von einer 1. Person nehmen, das 2. von der 2., das 3. von der 3. und so weiter. Am Ende haben Spermien (Eizellen) 23 Chromosomen wie natürliche, aber sie stammen alle von 23 verschiedenen Eltern (Chromosomenspender).
Ist das in naher Zukunft plausibel?
Meine Geschichte basiert auf sanfter Wissenschaft, aber ich möchte nicht völlig unrealistisch sein.
Es ist sicherlich plausibel.
Es gibt jedoch viele verschiedene technische Schwierigkeiten, auf die man bei der Durchführung dieser Operation stoßen würde. Nichts Wichtiges genug, um darauf hinzuweisen, dass dies nicht möglich wäre, aber ich werde einige davon hier beschreiben.
Das erste Hindernis ist, dass Chromosomen meistens nicht wie die klassischen Bilder von Stäbchen oder Kreuzen im Zellkern aussehen. Diese Strukturen bilden sich nur, wenn die Chromosomen während der Mitose oder Meiose kondensieren. Meistens sind die Chromosomen tatsächlich lose und wie eine große Schüssel Spaghetti miteinander vermischt. Das bedeutet, dass Sie, wenn Sie ein Chromosom vom Rest trennen möchten, sie wahrscheinlich einnehmen müssen, während sie sich in ihrer tragbaren, kondensierten Form befinden. Einfach genug, oder?
Ein weiteres Problem ist, dass die Chromosomen von Eizellen und insbesondere Spermien im Vergleich zu normalen Chromosomen stark verändert sind. Vielleicht haben Sie schon einmal den Begriff Epigenetik gehörtwas sich in diesem Fall auf die Modifikationen der DNA und ihrer assoziierten Proteine bezieht. Diese epigenetischen Merkmale sind für die richtige Regulierung der Zellfunktionen unerlässlich. Wenn Sie darüber nachdenken, haben eine Leberzelle und eine Eizelle genau die gleichen Chromosomen, müssen aber völlig unterschiedliche Dinge tun. Dies wird zu einem großen Teil durch epigenetische Regulation erreicht. Das bedeutet jedoch, dass, wenn Sie ein Chromosom aus einer Leberzelle nehmen und es in eine Eizelle einsetzen, sein epigenetischer Zustand damit einhergeht und es sich nicht genau wie eine Eizelle verhalten wird. Spermienchromosomen unterscheiden sich insbesondere dadurch stark von anderen Zellen, dass die Histone, um die die DNA gewickelt ist, größtenteils durch ein anderes Protein namens Protamin ersetzt werden. Spermienchromosomen haben auch sehr unterschiedliche Methylierungsmuster.
Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit der Epigenetik der Chromosomen ist die genomische Prägung . Es stellt sich heraus, dass einige Gene während der Produktion von Gameten epigenetisch so programmiert werden, dass sie im Spermium angeschaltet, aber in der Eizelle ausgeschaltet werden oder umgekehrt. Im Wesentlichen werden bestimmte Gene nur von Ihrem mütterlichen Genom exprimiert und bestimmte andere werden nur von dem väterlichen Genom exprimiert, und dies wird durch unterschiedliche epigenetische Programme auf den verschiedenen Chromosomen verursacht. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da eine Fehlregulation dieser Gene bekannte Störungen verursacht. Sie müssen also auch sicherstellen, dass diese geprägten Gene richtig programmiert sind.
Um also all diese epigenetischen Probleme zu lösen, warum können wir nicht einfach Chromosomen aus Spermien und Eiern nehmen, um unsere chimären Spermien und Eier herzustellen? Nun, die meisten dieser epigenetischen Veränderungen treten nach der letzten Teilung dieser Zelle auf. Das bedeutet, dass wir niemals auf natürliche Weise auf ein trennbares, kondensiertes Chromosom mit all der epigenetischen Programmierung stoßen werden, die wir benötigen. Es gibt mehrere mögliche Lösungen für dieses Problem, aber ich denke, am wahrscheinlichsten ist es, einen Prozess zu entwickeln, um chimäre Zellen in Gameten umzuprogrammieren, aber das ist nicht trivial, da diese Prozesse im Allgemeinen komplexer sind als die Differenzierung anderer Zellen.
Es wird schwer, aber möglich.
Jetzt können wir beliebige Chromosomen aus dem menschlichen Genom extrahieren und einem Baby hinzufügen. Bisher ist es nur ein Mäusebaby ( Mäuse, die ein menschliches Chromosom 21 enthalten, modellieren Verhaltensstörungen und Herzanomalien des Down-Syndroms. ), aber wir können es schaffen.
Wir können auch 3-Eltern-Babys erschaffen, bei denen die mitochondriale DNA von einer anderen Person stammt.
Die Menschheit beginnt gut darin zu sein, Gene auf Chromosomenebene zu mischen, also sieht es so aus, als ob 4 bis 5 Elternteile in naher Zukunft liegen würden. 46 Eltern zu machen ist weit hergeholt, aber es geht hauptsächlich darum, diesen Prozess fehlerfrei zu machen.
Während der Meiose wird die DNA in das verpackt, was wir als Chromosomen beobachten.
Angenommen, wir können in diesem bestimmten Moment:
Die Antwort ist ja, es ist möglich.
Und ich denke auch, dass es als Erklärung des Prozesses ausreichend ist, falls innerhalb eurer Welt eine gegeben werden soll.
RonJohn