Nahezu biologische Unsterblichkeit und Krebsimmunität durch Umnutzung von Telomeren

TL;DR: Ich habe das Altern und Krebs mit der Kraft des Handschwenkens und der Genwissenschaft gelöst. Alle freuen sich.

Ja, es gibt eine Frage am Ende von all dem, aber Sie müssen sie lesen, damit sie Sinn ergibt.

Um einen Kontext für diese Frage zu schaffen, musste ich eine Textwand schreiben, um den spezifischen Mechanismus zu erklären, wie meine Version der biologischen Unsterblichkeit funktioniert, da dieser Mechanismus für die Frage relevant ist. Ich denke, es ist ungefähr eine 5 auf der (WARNUNG: TVTROPES LINK) Mohs-Skala der Science-Fiction-Härte (WARNUNG: TVTROPES LINK) .

Lebewesen altern. Das ist ein Fakt. Eine spezifische Komponente des Alterungsprozesses eines Lebewesens ist die Verkürzung der Telomere in den Zellen dieses Lebewesens.

Telomere sind nicht codierende DNA – besser bekannt als Junk-DNA. Diese Art von DNA kann keine Proteine ​​codieren, was bedeutet, dass sie funktionell unbrauchbar ist. Die Funktion der Telomere besteht im Wesentlichen darin, als ablativer Schutzschild für den Rest des Chromosoms zu fungieren , an dem sie befestigt sind; Jedes Mal, wenn sich eine Zelle repliziert, wird ein bisschen Telomer abgetragen, da der Replikationsprozess nicht zu 100 % genau/effizient ist. Wenn sich ein Telomer jedoch abnutzt, ist der Organismus, zu dem es gehört, nicht betroffen, da die codierende DNA nicht beschädigt wird. Sobald die Telomere alle ausgebrannt sind, wird die eigentliche DNA nicht mehr effektiv repliziert, und die Zelle repliziert sich bald nicht mehr.

Stellen Sie sich das so vor: Sie haben einen magischen Kopierer, der einen ganzen Stapel Papiere auf einmal kopieren kann, und Sie müssen eine Menge Papiere kopieren – jedes davon ist für Ihren Job von entscheidender Bedeutung, und Sie werden gefeuert wenn genug von ihnen verloren gehen. Jedes Mal, wenn der Kopierer kopiert, faltet, dreht und verstümmelt er jedoch das oberste Papier und das unterste Papier im Stapel. Die Lösung dafür besteht darin , Opferpapiere oben und unten in den Stapel zu legen ; diese enthalten eigentlich keine Informationen. Nach wiederholtem Kopieren gehen sie jedoch irgendwann aus, und dann beginnt der Kopierer, Papier mit Informationen darauf zu zerstören, und Sie werden gefeuert .

Dies bedeutet, dass Zellen ein festgelegtes Replikationslimit haben – sobald sie sich genügend oft repliziert haben, gehen ihnen die Telomere aus, und dann stürzen sie ab und brennen. Im Laufe der Zeit führt dies schließlich dazu, dass Körperstrukturen versagen, wenn ihre Zellen zusammenbrechen. Das ist Altern.

Es gibt jedoch einen Grund, warum Ihr Körper Telomere hat, außer um deprimierende Beerdigungen zu verursachen, und es ist ein hässlicher – Krebs, ein sich selbst replizierender Klumpen von Zellen. Telomere hindern Krebszellen daran, sich unkontrolliert zu replizieren; Sie sind im Wesentlichen ein automatischer Selbstzerstörungsschalter, und viele Krebsarten werden von Menschen wahrscheinlich nie bemerkt, da sie verpuffen und sterben, bevor sie richtig groß werden – die Telomere hindern sie daran, mehr aus sich selbst zu machen . Nur die größten und gemeinsten Krebsarten schaffen es dank Telomeren in die Tötung-dich-schrecklich-Phase.

Das bedeutet, dass die biologische Unsterblichkeit zwar sicherlich ein äußerst attraktives Ziel für viele Forschungsarbeiten ist, Sie sie jedoch nicht erreichen werden, indem Sie die Fähigkeit der Telomere zum Schrumpfen entfernen. Während das Altern aufhören würde, würde es auch den kleinsten Krebsarten ermöglichen, sich endlos zu replizieren, bis Sie eine Art ekelhafter, knorpeliger Klecks direkt aus Warhammer 40.000 sind, der Sie wahrscheinlich lange vor dem Alter töten wird haben (und noch dazu auf eine viel unangenehmere Weise!).

Aber sehen Sie – und das ist das Richtige für jeden Sci-Fi-Autor mit Selbstachtung sowie jeden Unsterblichkeitssucher mit Selbstachtung – derzeit sind ewige Telomere eine unserer besten Wetten auf biologische Unsterblichkeit. Ohne Telomere kann man nicht alt werden, denn ohne sie brechen die Zellen zusammen und man stirbt. Aber Sie können keine unverwundbaren Telomere haben – solche, die sich niemals abnutzen – denn dann werden Sie krebsinfiziert.

Was soll eine Person tun?

Nun, sehen Sie, hier ist die Lösung: Anstatt unverwundbare Telomere herzustellen, fügen Sie ihnen ständig neue hinzu. Sie regenerieren. Sie laufen nie aus.

"Aber - wie? " fragen die StackExchangianer.

Nun, so ist es . CRISPR-Cas9 Genome Editing ist erstaunlich – es verdient mehr als einen Nobelpreis. Wir können die grundlegenden Bausteine ​​des Lebens manipulieren. Wir sind GÖTTER. Nun, nicht ganz, aber Sie verstehen, worauf es ankommt.

Die Sache ist, dass CRISPR-Cas9 an DNA-Stränge angefügt werden kann. Telomere sind DNA-Stränge. Es kann wahrscheinlich für immer zu Telomeren beitragen. Wenn sich die Telomere abnutzen, klatscht CRISPR-Cas9 mehr DNA auf das Ende. Die Zellen altern nie, weil ihnen nie die Telomere ausgehen. Das Altern ist tot, und die Menschheit hat es getötet. Bwah-hah-hah.

Nun herauszufinden, wie man die Prozesse von CRISPR-Cas9 in den Körper integriert, ist eine andere Geschichte, aber es ist eine Geschichte für später, und ehrlich gesagt ist es eine Handbewegung wert – wenn auch eine glaubwürdige. Aber es gibt ein anderes Problem.

"Aber - Krebs !" rufen die StackExchangianer.

Das ist der kniffligere Teil, aber ich bin ein kniffliger Gehirnpilot, der einen Muskel-und-Knochen-Mecha steuert, und deshalb habe ich mir eine noch kniffligere Lösung ausgedacht.

DNA-Reparatur ist, wie Wikipedia es so prägnant ausdrückt:

eine Sammlung von Prozessen, durch die eine Zelle Schäden an den DNA-Molekülen identifiziert und korrigiert, die ihr Genom kodieren

Stichwort: identifiziert. Die Zelle kann zwischen normal und anormal unterscheiden.

Gehen wir ein bisschen zurück – zurück zum Krebs.

Krebszellen sind so schrecklich erfolgreich, weil sie gut darin sind, Ihr Immunsystem zu umgehen – für Ihr Immunsystem sieht ein Satz Krebszellen genauso aus wie ein weiterer Satz Ihrer Körperzellen. Nein, hier gibt es nichts zu sehen, Officer . Weiter machen. Ignoriere die Tatsache, dass wir mehr sind als noch vor einer Minute.

Aber was wäre, wenn der Körper den Unterschied erkennen könnte? Es würde die kleinen Bastarde tot umbringen, wenn es den Unterschied erkennen könnte. Aber das kann es leider nicht.

Aber mit meiner Idee geht das.

Sehen Sie, dieses CRISPR-Cas9-Ding – es fügt den Telomeren ständig mehr DNA hinzu. Dies geschieht jedes Mal, wenn sich eine Zelle repliziert, sodass sich die Telomere niemals verkürzen. Es dauert nicht lange, bis sich die Zellen replizieren. Das bedeutet, dass CRISPR-Cas9 voll bewaffnet und einsatzbereit ist, woraus die Telomere bestehen, ändert sich ständig, da sich ihre Zusammensetzung bei jeder Replikation ändert. Darüber hinaus wiederholt sich diese Änderung nicht lange – dieses seltsame, in den Körper integrierte CRISPR-Cas9-System greift einfach das Stück des Telomers, das während der Zellreplikation abbricht, und schlägt es zurück in die Basis des Telomers als Ersatzmaterial. Irgendwann wird es wieder hochkommen, aber zu diesem Zeitpunkt werden alle Zellen im Körper bereits diese Konfiguration von Telomeren durchlaufen haben (dazu später mehr).

Mit anderen Worten, die Zusammensetzung der Telomere ändert sich ständig. Außerdem, und das ist entscheidend: Dies geschieht als ein körperweiter Prozess – dh jedes einzelne Telomer im Körper durchläuft schließlich die gleiche Konfiguration. Dies ist keine Handbewegung – denken Sie daran, CRISPR nimmt einfach das Stück, das am Ende des Telomers abgebrochen ist, und bringt es wieder an die Stelle, an der das Telomer mit der DNA verbunden ist. Es ist immer das gleiche Telomer und es ändert sich kein bisschen – es ist nur so, dass CRISPR es jedes Mal neu anordnet, wenn sich die Zelle teilt. Sie kann sich je nach Zelltyp unterschiedlich schnell ändern, ändert sich aber trotzdem.

Jetzt gibt es einen Weg für den Körper, Krebs zu finden und auszurotten. Wie? Es sucht nach veralteten Telomeren. Schließlich vermehren sich Zellen schnell, was bedeutet, dass sich die Zusammensetzung der Telomere schnell ändert – die Telomere von 8:00 Uhr nachts unterscheiden sich von den Telomeren von 8:00 Uhr morgens. Sicherlich replizieren sich einige Zellen schneller als andere, was bedeutet, dass sich Unterschiede in dem, was "aktuell" ist, bilden (dh Gehirnzellen befinden sich auf einem anderen Telomer als Knochenzellen usw.), aber die Lösung dafür liegt in den Zellen von jedem CRISPR-Cas9-Prozess von Körpergewebe, um ein anderes Adeno-assoziiertes Virus (unten) zur Reparatur seiner Telomere zu verwenden - eines für die Muskelzellen, eines für die Gehirnzellen, eines für die Knochenzellen usw.

Grundsätzlich läuft jede Art von Körpergewebe auf einer anderen "Uhr", die von allen "Uhren" getrennt ist, auf denen die anderen Körpergewebe laufen. Dadurch wird sichergestellt, dass das Immunsystem keine Zellen abtötet, die langsamer wachsen als andere.

Allerdings – und dies ist die zweite Handwelle, abgesehen davon, dass CRISPR-Cas9 in die normale Zellbiologie integriert wird – weigert sich dieser CRISPR-Cas9-Prozess, mit Krebszellen zu arbeiten. Irgendwie identifiziert es sie und weigert sich, an ihren Chromosomen etwas hinzuzufügen. Das bedeutet, dass Krebszellen normal altern, während die Körperzellen unsterblich sind. Dies allein setzt die Krebsrate auf einen normalen Menschen zurück – während das Altern eliminiert wird.

Aber es gibt noch mehr.

Erinnern Sie sich an den Teil darüber, wie die Zelle zwischen normal und anormal unterscheiden kann , und an den Teil darüber, wie sich die Telomere von 8:00 Uhr nachts von den Telomeren von 8:00 Uhr morgens unterscheiden? Nun, ich wette mit Ihnen, dass der Körper die Fähigkeit, zwischen normal und anormal zu unterscheiden, auf Telomere anwenden kann. Ein drittes Handwinken, aber immer noch 100% plausibel.

Das bedeutet, dass der Körper die Telomere von 8:00 Uhr morgens von den Telomeren von 8:00 Uhr nachts trennen kann. Dazu verwendet es die am langsamsten reproduzierenden Zellen als Referenz; Schließlich sind dies die letzten, die auf die nächste Telomerkonfiguration "überrollen", was bedeutet, dass alle anderen Zellen dies vorher tun, und daher müssen alle Zellen, die mit veralteten Telomerkonfigurationen herumtreiben, krebsartig sein, und nicht nur solche, die sich langsam replizieren.

Nehmen wir an, es ist 8:00 Uhr nachts . Die Skelettmuskelzellen laufen auf der neuesten, „aktuellen“ Generation von Telomeren – mit Ausnahme eines kleinen Klumpens krebsartiger Skelettmuskelzellen, die heute Morgen um 8:00 Uhr abtrünnig wurden und es nicht sind . Sie stecken immer noch in der morgendlichen Überarbeitung der Telomere fest, da CRISPR-Cas9 sich weigert, sie zu aktualisieren.

Und mit der Fähigkeit des Körpers, zwischen den Zellen von 8:00 Uhr und 20:00 Uhr zu unterscheiden, ragen diese Krebszellen heraus wie ein wunder Daumen. Sie sind nicht wie normale, echte Krebszellen, die sich einfügen und wachsen und sich ausdehnen – sie sind im Vergleich zu den übrigen Skelettmuskelzellen sehr deutlich um 12 Stunden veraltet.

Sie werden schnell ausgerottet.

Das heilt also nicht nur Krebs – es heilt das Altern, AFAIK. Und alles, was es braucht, sind drei Handwellen.

Mit all dem im Hinterkopf stelle ich endlich die Frage, die Sie alle sicher schon immer beantworten wollten:

Wie lange kann eine zu 100 % krebsimmune Person leben, wenn sie nicht mehr durch Zelltod altert?

Gehen Sie davon aus, dass sie sich gesund ernähren, viel Sonnenlicht haben, kein Verletzungsrisiko haben usw.

Ich bin mir sicher, dass sie irgendwann sterben werden , aber die Chancen stehen gut, dass es verdammt lange dauern wird.

Außerdem wies AlexP freundlicherweise darauf hin, dass sich Neuronen nicht replizieren. Das bedeutet jedoch nicht, dass der CRISPR-Cas9-Prozess die Telomere von Neuronen nicht sowieso ständig mischt, um mit dem Rest der Zellen Schritt zu halten und eine Löschung zu vermeiden.