Wie würde sich der Körper entwickeln, wenn DNA signiert wäre?

Also, ich war vor ungefähr 30 Minuten im Biologieunterricht und während der Vorlesung erwähnte mein Professor Antigene. Ich erinnerte mich, dass Antigene etwas mit der Blutgruppe der Menschen zu tun hatten. Im Grunde dachte ich aufgrund meines Nebenfachs Cybersicherheit und meiner neu entdeckten persönlichen Besessenheit von Verschlüsselung und Schlüsseln und wie sie funktionieren (na ja, zuerst dachte ich, dass der Körper Zellen nicht kryptografisch signiert, aber wie cool es wäre wenn ja), was wären die Auswirkungen von Signierzellen, nicht nur auf den Körper, sondern auch auf die Geschichte der Menschheit. Könnte die Menschheit dadurch irgendwie immuner gegen bestimmte/alle Krankheiten wie AIDS geworden sein? Zur Klarstellung kann ich bei Bedarf angeben, wo die Komponenten dieses kryptografischen Systems im/aus dem Körper gespeichert werden. Es gibt ein öffentliches/privates Schlüsselpaar.

Grundsätzlich ergibt sich der World Building-Teil dieser Frage aus der Frage, wie diese Unterschiede im Körper die Geschichte der Menschheit beeinflussen würden.

Bearbeiten 1: Um die Idee, an die ich dachte, zu verdeutlichen, dachte ich, dass, wenn Zellen kryptografisch signiert (nicht verschlüsselt) werden könnten, sie dann, wenn andere Zellen sie sehen, die Authentizität der Zelle überprüfen und entscheiden könnten, ob sie zerstört werden soll oder nicht basierend auf der Signatur. (z. B. weiße Blutkörperchen, die bösartige Blutkörperchen zerstören, weil sie nicht mit der Signatur der Person übereinstimmen, in der sie leben) (Die Zellen dürfen bei der Reproduktion mutieren, sie müssen nur von anderen (bevor sie zurücktreten) verifiziert werden, um " sauber", also nicht schädlich für den Menschen). Die Idee ist, dass der Körper alle seine Zellen wie Dateien auf einem Computer signieren und überprüfen kann, dass nichts Unbefugtes sie verändert hat, um zu verhindern, dass Krankheiten, die die menschliche DNA dauerhaft verändern können, zerstört werden und sich nicht vor dem Körper verstecken, indem sie vorgeben, eine gültige Zelle zu sein .

Nun, es geht Blut- und Organspende!
Die Begriffe, die Sie nachschlagen müssen, sind „self MHC“ oder „major histocompatibility complex“.

Antworten (3)

Der Körper hat sein Äquivalent zum kryptografischen Signieren, aber es muss etwas anders funktionieren. Beim kryptografischen Signieren erstellen Sie einen Schlüssel, bei dem es sich um reine Informationen handelt, und Sie erstellen mathematische Beweise dafür, dass Ihre Daten sicher sind, solange Sie den Schlüssel niemals preisgeben. Sie bewahren diesen Schlüssel dann an einem sicheren Ort auf und achten darauf.

Im Falle der Biologie gibt es keinen sichereren Ort als unsere DNA. Die DNA ist jedoch das, was wir mit dieser Codesignatur zu schützen versuchen! Alles, was ein Virus / Bakterium tun müsste, ist, die Signatur zu finden, sie durch seine eigene zu ersetzen, und wir würden denken, dass alles in Ordnung ist.

Dementsprechend ist der Schutz in der realen Welt etwas nuancierter. Anstatt auf eine rein informatorische Lösung wie die Kryptografie zu setzen, setzt sie auch auf die praktische Umsetzung. Die DNA wird in einem Teil der Zelle aufbewahrt, der etwas schwieriger zu erreichen ist. Ihre Zelle hat immer die Möglichkeit zu versuchen, etwas abzufangen, das sich auf die DNA stürzt.

Wenn Sie eine Ebene höher gehen, gibt es ein faszinierendes Äquivalent. Wenn es einem Virus gelingt, die DNA einer unserer Zellen zu infizieren, bringt es die Zelle dazu, virale Proteine ​​​​auszuschütten, um mehr Viren zu bilden. Das wollen wir natürlich nicht, also haben wir eine Lösung eingebaut. Unsere Zellen legen willkürlich einige der Proteine, die sie herstellen, an der Außenseite ihrer Zellwände frei. Wir haben weiße Blutkörperchen, deren einzige Aufgabe im Leben darin besteht, durch unseren Körper zu kreisen und diese Proteine ​​zu beobachten. Sie suchen nach Mustern, die sie als virusähnlich erkennen. Wenn sie sie sehen, alarmieren sie den Rest des Immunsystems. Wenn es schlimm genug aussieht, erhält die Zelle eine Nachricht, Sepuku zu begehen, um ihre Ehre wiederherzustellen. Eigentlich heißt es Apopotose oder programmierter Zelltod, aber es ist die gleiche Idee.

Wenn Sie eine PGP-signierte DNA-Struktur hätten, vielleicht als Teil eines Science-Fiction-Romans, würden Sie einige Vorteile sehen. Wir würden uns nie mit einem Virus infizieren und wir würden Krebs heilen. Allerdings gibt es einen Nachteil: Nur der Besitzer des PGP-Schlüssels kann die DNA-Struktur verändern. Vermutlich ist dieser Inhaber jemand hoch oben in der Gesellschaft, der kontrolliert, wie wir uns verändern. Die Folge davon wäre ein vollständiger Stillstand der Evolution.

Das andere große Problem dabei ist, dass PGP ein Pass/Fail-Kriterium ist. Entweder haben Sie eine bitweise Übereinstimmung mit den Informationen in der DNA, oder Sie haben nichts. In der realen Welt sehen wir tatsächlich Replikationsfehler während unseres Lebens. Meistens reicht es nicht aus, um tatsächlich ein Problem zu verursachen, aber es würde ausreichen, eine Flagge zu hissen, wenn wir Dinge mit PGP signieren würden. Unsere DNA ist wirklich nicht stabil genug für PGP.

"Wenn es schlimm genug aussieht, erhält die Zelle eine Nachricht, Sepuku zu begehen, um ihre Ehre wiederherzustellen." Das ist bei weitem die beste Beschreibung des programmierten Zelltods, die ich je gelesen habe.

DNA funktioniert bereits so, wie Sie es sich vorstellen. Der private Schlüssel ist der DNA-Strang jeder Zelle. Es ist vielleicht nicht einzigartig, aber einzelne Bitfehler bei der Replikation bedeuten, dass „Informationen“ über einen DNA-Strang nur durch Lesen erhalten werden können.

Da sie „kodiert“ ist, fungiert die Boten-RNA als öffentlicher Schlüssel und „öffnet“ die Daten in der DNA, indem sie sie liest. Die gleiche mRNA kann theoretisch jeden DNA/privaten Schlüssel freischalten.

Die Antwort auf Ihre Weltbaufrage lautet also: keine Änderung.

Also, wenn ich die DNA in der Zelle ändere, wird es der Zelle und anderen bekannt sein? Es soll PGP-ähnliches Signieren sein, und der Grund, warum ich denke, dass Zellen im wirklichen Leben nicht so sind, ist, dass ich mich daran erinnere, jemanden sagen zu hören, dass eine Person Gürtelrose dauerhaft bekommen kann, weil es Teil Ihrer DNA wird. Weiß der Körper, dass die Zelle mutiert ist und kann sie einfach nicht behandeln, oder funktioniert es anders?
Wenn Sie die DNA in der Zelle verändern, wird keine andere Zelle wissen, dass sich die DNA verändert hat. "Permanente" Gürtelrose wird durch Nervenschäden in der Nähe der Haut verursacht, die nicht in Ihre DNA gelangen. Der Körper weiß nicht, dass eine Zelle mutiert ist, es sei denn, sie beginnt sich seltsam zu verhalten, etwa indem sie zu Krebs wird. In Bezug auf AIDS wird der private DNA-Schlüssel nicht so sehr entschlüsselt, sondern zerstört.

ok, also praktisch würde das massiv davon abhängen, wie das system funktioniert.

sie müssen nur von anderen verifiziert werden (vor dem Rücktritt)

Ich sehe, Sie haben darüber nachgedacht, ohne so etwas würden Sie auf das Problem stoßen, dass die meisten unserer Zellen nicht perfekt zusammenpassen. Wenn sich Zellen von einer einzigen Ausgangszelle teilen, können große Teile unseres Körpers mit einer kleinen Anzahl von, normalerweise trivialen, Mutationen enden.

Denken Sie an ein verhaltensbasiertes Antivirenprogramm, das ein Programm auf die Whitelist setzt, nachdem es einige Stunden, Tage oder Wochen überwacht wurde.

Reden wir über Retroviren.

Retrovirus

Retroviren umfassen Viren wie HIV.

Wichtig ist, dass die DNA-Segmente, die sie hinzufügen, nicht immer sofort aktiviert werden. Sie können eine Zelle monatelang oder möglicherweise sogar jahrelang herumschweben lassen, bevor etwas die virale Sequenz aktiviert. Ähnlich wie ein Computervirus, der nach der Infektion einige Zeit inaktiv bleibt. Du wirst es nicht am Verhalten erkennen können.

Ihr Signiersystem überwacht also das Zellverhalten, aber das hilft nicht viel, wenn sich die Zelle für eine Weile normal verhält und infiziert ist und es dann schafft, unter Einbeziehung der Virussequenz "signiert" zu werden und so eine Überprüfung "bestanden" kann.

Unser reales Immunsystem funktioniert ähnlich wie ein Antivirenprogramm mit Virensignaturen. Sie erstellen eine Liste von Viren, die sie zuvor gesehen haben, und versuchen, sie anhand von Oberflächenantigenen zu erkennen, da die DNA dazu neigt, im Inneren verborgen zu sein.

Physischer Zugang

Wenn Sie Kurse zum Thema Computersicherheit besucht haben, werden Sie bereits mit der Idee vertraut sein, dass Ihr Angreifer bereits gewonnen hat, wenn er physischen Zugriff hat. Dies gilt auch für Ihr Signiersystem. Wenn Ihr signierendes Immunsystem keine Zellen zerlegt, um das Innere zu überprüfen, muss es sich darauf verlassen, dass die Zellen selbst den Inhalt oder die Prüfsummen ihrer eigenen DNA melden.

Das ist eine Schwäche. Es bedeutet einfach, dass jeder Krebs oder Virus auch einen Code enthalten muss, der dazu führt, dass seine eigene Sequenz ignoriert wird oder der dazu führt, dass eine gefälschte Antwort gemeldet wird. Dann werden die Zellen vom Immunsystem ignoriert. Schließlich haben sie physischen Zugang.

Wogegen würde es wirken

Es würde wahrscheinlich sehr gut gegen Krebs wirken, Menschen mit einem solchen System würden wahrscheinlich viel weniger Krebs erleiden.

Probleme

Mutationen sind häufig. Ihre Zellen reparieren ständig ihre eigene DNA. Die Berichterstattung zu einem bestimmten Zeitpunkt kann Änderungen enthalten, die gerade repariert werden.

Harmlose Mutationen, die durch Dinge wie Sonnenlicht verursacht werden, sind ebenfalls üblich, eine Person mit diesem System hätte ein sehr ausgelastetes Immunsystem und würde wahrscheinlich viel mehr Kalorien benötigen und könnte viel mehr Gewebeschäden durch kleinere Dinge wie Sonnenlicht erleiden.

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