Кража генетического кода

Я создаю существо, которое нашло новый способ эволюции прямо во время своей жизни. Этот метод отличается от того, чтобы нести невероятный экологический стресс или быть жертвой сильного излучения.

Эта сущность стремится выжить, похищая генетический код других организмов и используя его для адаптации к новым угрозам.

Существо расшифровывает генетический код чего-то другого, копируя полезные части, а затем импортируя их в совместимый формат, такой как ДНК в XNA и наоборот.

Я предполагаю, что эта способность могла бы быть полезна для множества вещей, таких как борьба с раком, путем простой кражи генетического кода животных, которые уже стали невосприимчивыми к нему (например, голые землекопы) или победы над вирусом, используя генетический код указанного вируса для свое преимущество.

Очень похоже на водяных медведей, но с бонусом выбора, какой генетический код украсть, вместо того, чтобы позволить судьбе решать.

Со временем, используя генетический код других организмов, можно превратить эту сущность в совершенно другое существо (без потери генетической способности вора).

Насколько это реально или невозможно даже для инопланетной жизни?

Звучит круто, но откуда им знать будущие разветвления отдельных участков ДНК?
Подобное существо существует в Scratch Monkey Чарльза Стросса.
Зерги в Starcraft вроде как делают это.

Ответы (7)

Вообще говоря, этот генетический вор либо вымрет очень быстро, либо будет настолько развит, что, вероятно, не будет необходимости использовать свою продвинутую вычислительную мощность в этом качестве.

Компузавр

Я сказал вычислительную мощность? Да, я сделал.

Предположим, у нас есть два существа с генетическими кодами человеческого уровня: в нижней части это означает более 20 000 генов. Мы не уверены, как работает человеческий геном, потому что, чтобы полностью понять это, нам нужно понять, как каждый аллель (вариант гена) взаимодействует с каждым другим аллелем каждого другого гена. Это уже чрезвычайно сложная проблема, но давайте предположим, что существует только один вариант каждого гена (который, как мы знаем, не соответствует действительности, иначе все выглядели бы одинаково, более или менее), и наш генный вор находит этот другой, человеческий -подобное существо.

Он должен определить, как каждый из двадцати тысяч генов работает с каждым геном в его собственном теле. Один ген — это 20 000 вычислений — и мы даже не рассматриваем полигенные группы — признаки, которые контролируются несколькими генами. Кластер из трех генов потребовал бы 20 000 * 19 999 вычислений. В случае, когда каждый из этих трех генов имеет два аллеля, это примерно 20 000 ^ 6 или достаточно близко, чтобы не иметь значения. Количество вычислений растёт астрономически — сверх астрономически. Этот похититель генов обладает вычислительными способностями, превосходящими современные представления. Он, безусловно, может использовать это, чтобы делать множество других сложных вещей, которые лучше обеспечат его выживание.

Ракозавр

Альтернатива — слепо украсть генетику и испытать ее. Это точно так же, как если бы вы заразились раком: рак — это просто клетки с разной генетикой, размножающиеся в вашем теле. Вы вряд ли выживете, хотя если бы выжили, вы были бы сильнее.

Рандозавр

Но! На самом деле генетика постоянно меняется. Вы усваиваете генетику через пищу. Когда вирус вторгается в ваше тело, некоторые из ваших клеток узнают об этом вирусе, похищая его генетику. Младенцы вводят свои гены матери, в результате чего она становится генетической мозаикой. Деревья передают гены кустарникам. Гены постоянно текут вокруг. В большинстве случаев принимающий организм отвергает гены, если они опасны. Иногда они принимают их на борт — и здесь вступает в действие генная терапия. Но ключ в том, что каналы, по которым принимаются новые гены, очень узки.

Мать в значительной степени знает, что гены ее ребенка примерно такие же и, вероятно, не собираются ее убивать. Деревья и растения, проходящие рядом с деревьями, действительно часто умирают, как и бактерии, меняющие гены, но их размножение опережает смерть, а это означает, что работающие импортированные гены в конечном итоге сохраняются. Когда ваша иммунная система принимает генетику, она делает это специально для борьбы с этим вирусом. Чтобы похититель генов заработал, он должен найти канал, который значительно сужает вероятность смерти .

И вряд ли результатом будет что-то прямолинейное типа «у меня вырастают крылья летучей мыши». Скорее, он будет встроен в гены, и появится что-то новое, основанное на сложном взаимодействии белков, кодируемых генами. Когда генная терапия завершена, они идут на многое, чтобы определить, каким будет результат, и большая часть работы направлена ​​на то, чтобы не вызвать неблагоприятных последствий, которые трудно предсказать. Результаты не так предсказуемы, как получение совершенно новых возможностей: вместо этого результаты изменят вещи в небольшом масштабе (например, количество вырабатываемого гормона), что по-разному повлияет на разные части системы рандозавра.

Таким образом, хотя у вас могут быть и есть воры генов в дикой природе, это не такая «полная функция», как вы предлагаете.

Это уже существует.

У бактерий это уже есть: они могут обмениваться небольшими кусочками ДНК, называемыми плазмидами , на которых есть несколько генов.

Например, одна из причин того, что устойчивость к антибиотикам так быстро распространяется среди бактериальных популяций, заключается в том, что гены могут быть загружены в плазмиды, которые попадают в окружающую среду и могут быть подхвачены другими бактериями.

Это не поможет существу стать сильным или помочь ему выжить. Наоборот, очень вероятно, что он очень скоро убьет его.

Проблема совместимости

Вы не можете украсть частичный генетический код из организма и ожидать, что он будет успешно функционировать в другом теле. Например, если ваше упомянутое существо решит жить в пустыне и найдет, что там слишком жарко, чтобы быть симпатичным, оно, естественно, захочет украсть гены некоторых обитателей пустыни и приспособиться к жаре. Проблема в том, что гены этих животных не сработают, делая то же самое в этом существе. Проблема в том, что гены имеют значение только на фоне всего генетического устройства существа. Например, он пробует немного крови верблюда и решает, что это хороший способ счастливо жить в пустыне (у верблюдов гораздо более густая кровь, и они теряют гораздо меньше воды при потоотделении). Однако воровать гены только для верблюжьей крови (или ее кожи, также и система управления водными ресурсами) было бы плохой идеей, потому что эти гены хорошо функционируют только на фоне полного генома верблюда. Например, антитела, присутствующие в крови верблюда, не будут работать должным образом с иммунной системой существа.оригинальная кровь. Точно так же система управления водой верблюда, вероятно, будет крайне несовместима с потреблением воды изначальными органами существа.

Так что, в общем, нет, просто украсть часть генетического кода существа и надеяться, что он будет правильно функционировать в чужом фоновом геноме, не получится.

Некоторые клетки редко когда-либо заменяются

Например, клетки головного мозга (некоторые его части), множество мышечных клеток, несколько типов клеток крови и т.д.

Это означает, что эти клетки не были бы заменимы для организма.

Основная проблема: Рак

Это когда разные типы клеток имеют разную скорость роста/митоза. Учитывая, что клетки разных организмов имеют разную скорость роста и размножения, копирование чего-либо из генома быстро размножающихся клеток означало бы гибель существа, поскольку эти клетки быстро образовывали бы опухоли и разрушали тело хозяина в течение нескольких недель.

Возможно, подход отличается от других, вместо того, чтобы красть генетический материал и интегрировать его в существующий образец, существует возможность клонирования частей тела человека и полной интеграции их в тело хозяина.

Это позволяет обойти проблему клеток, тогда речь идет о пластическом разуме (скажем, осьминогов), который может легко приспособиться к управлению новыми придатками, и иметь тело, которое не отторгает инородные тела оптом.

Так можно отрастить крылья летучей мыши, минус тело и привить к своему.

Примечание: для выращивания новых зрелых частей тела потребуется много энергии, поэтому не забывайте о здоровом аппетите!

Украсть генетический материал? Возможно нет. Но управлять собственным ростом, чтобы стать похожим на других существ? Может быть.

Наши теории эволюции говорят, что изменения существ с течением времени происходят в результате мутаций и отбора полезных черт. Контролировать значительные генетические изменения в течение одного поколения без «сторонних» устройств (например, генетически модифицированных вирусов, радиации) кажется крайне маловероятным — прежде всего, ни одно известное существо не может избирательно изменять свою ДНК. Наиболее «приспосабливаемые» организмы (например, тараканы) адаптируются, потому что у них высокий уровень мутаций, а не потому, что они могут контролировать свои мутации, чтобы они приносили пользу.

Вот, войди в Древо-зард.

Разумное существо в форме большого дерева. С небольшой версией самого себя для каждой «ветви».

Это существо будет вызывать мутации в каждом маленьком теле/«ветви», подвергая его воздействию радиации (вероятно, оно происходит с какой-то безатмосферной планеты, где радиация в изобилии) (определенно нет недостатка в радиации в космосе) и позволяя различным мутациям поглощать каждую ветвь. «Ствол» (первоначальное тело) должен был быть сделан из толстого материала, устойчивого к радиации, чтобы не повредить исходный генетический код существа. Затем, когда обнаруживается, что ветвь имеет хорошую мутацию, она ассимилируется со стволом, а все остальные ветви уничтожаются (например, путем отсечения). Затем Tree-o-zard отрастит новое «поколение» ветвей и повторит процесс.

"Но ждать!" ты говоришь. "Разве это не создаст--"

Да. Это существо должно было быть ошеломляюще большим. Получить действительно желательную мутацию было бы чрезвычайно сложно. Представьте, что шансы равны 1 из 1 000 000 000 (1 миллиард). Даже с десятью миллиардами ветвей вероятность того, что Tree-o-zard получит хорошую мутацию, вряд ли гарантирована (я внесу правку позже, когда буду заниматься математикой). Следовательно, процесс был бы чрезвычайно медленным, и существо, вероятно, было бы сидячим.

Использование слова «воровство» подразумевает лишение первоначального владельца чего-либо. Я думаю, что включение какого-то фрагмента материала ДНК из одного организма в другой никак не влияет на донора.

Начну с пояснения этой идеи на примере. Затем я выскажу свое мнение о том, почему заимствование какого-либо фрагмента генетического кода для включения во взрослую особь вряд ли даст какой-либо видимый результат.

Примером, где это слово подходит, может быть: Если я публикую книгу, в которой копирую несколько страниц из популярного автора, например Шекспира. Если моя книга привлекает больше, чем оригинал, если эти несколько страниц повышают ценность моей работы и если этих нескольких страниц достаточно, чтобы убедить некоторых людей не покупать первоисточник, лишая автора оригинала дохода, который она в противном случае получила бы, то это явно ворует.

Этот пример намеренно преувеличен. Автор может считаться нечестным, даже если источник нескольких страниц не принадлежит известному автору. Судебный иск в таком случае помог бы обнаружить первоначального автора.

Отвечая на важную часть вопроса, я думаю, что включение фрагмента ДНК из другого организма вряд ли поможет в большинстве случаев. Например, если млекопитающее мечтает обзавестись крыльями, как у птицы, такое изменение не может произойти на уже взрослом животном. Млекопитающие, вероятно, предпочтут использовать гены других млекопитающих, таких как летучие мыши, вместо использования генов птиц. Поскольку ближайший общий предок птиц и млекопитающих находится гораздо дальше во времени (возможно, более 300 миллионов лет), части генетического кода, которые достаточно похожи, чтобы быть совместимыми и осмысленно работать, очень малы.

Конкретные гены, которые необходимо изменить, для крупномасштабной модификации, такой как замена рук и ног системой крыльев, подобной летучим мышам, должны повлиять на скорость роста ранних клеток вскоре после того, как они начнут дифференцироваться.

То, как клетки тщательно регулируют скорость деления, миграцию и запрограммированную гибель клеток, чтобы создать жизнеспособную миниатюрную копию взрослого человека, представляет собой невероятное количество точно настроенных явно бесполезных участков ДНК, которые на самом деле могут действовать как таймеры и другая часть системы. генетический код, контролирующий определенные химические триггеры, которые действуют как эквивалент сущности, принимающей решения, когда описываются как алгоритм.

В качестве понятного примера предположим, что вы попытаетесь построить машину, воспроизводящую симфонию Бетховена, используя тысячи ку-ку-часов, каждый из которых заранее запрограммирован так, чтобы бить в колокол в нужное время. Допустим, вы могли бы сгруппировать некоторые из этих механических часов в кластеры, которые будут играть роль повторяющейся музыки. Основные часы будут запускать каждую группу, одну за другой, перематывать часы, которые уже звонят один раз, чтобы позволить им быть готовыми воспроизвести эту часть песни позже.

По сути, большая часть генетического кода, который кажется бесполезным для взрослого человека, необходима для построения этого сложного трехмерного организма, состоящего из триллионов клеток, как это делают все многоклеточные живые организмы.

Как только эта структура построена, она не может трансформироваться в другую. Берите пример с гусеницы. Превращение в бабочку происходит путем сноса дома и постройки нового. Каждый орган растворяется, и с нуля разрабатывается новый набор. Это похоже на то, если бы эти две фазы жизни были двумя разными существами, закодированными в ДНК. Половина генетической последовательности знает, как развиваться от яйца до гусеницы.

Затем вся пища, накопленная гусеницей в виде жирового запаса, используется, подобно желтому и белку куриного яйца, для возобновления роста отдельной клетки внутри кокона. Эта клетка в умирающей гусенице снова развивается, как только что оплодотворенная яйцеклетка, начиная с нескольких делений, вероятно, с 5, создавая 32 идентичные копии. Затем, начиная дифференцироваться, каждая клетка получает почти идентичную копию всей ДНК, за исключением небольших участков, отвечающих за специализацию клетки.

Единственная клетка, которая получает полностью неповрежденную последовательность ДНК, полную инструкцию для запуска следующего поколения, — это сперматозоиды и яйцеклетки. Каждая вторая клетка получает копию с крошечной разницей, некоторые части кода действуют как замок, чтобы предотвратить создание нейронной клеткой того же белка, что и клетка печени, например. * Плохой пример, так как на прошлой неделе я узнал, что клетки печени имеют модус, а не одно ядро).

Это уже существует в гораздо более впечатляющей форме — войдите в Тихоходку:

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

Их называют водяными медведями, и они есть почти везде, от великих озер до Гималаев. Они могут выжить в сильную жару и крайнюю засуху и вернуться к жизни, когда придет время. Тихоходки являются источником вдохновения для расы антагонистов Half Life 2 — Комбайна, который использует особенности хозяина для объединения в новые формы жизни.

Тихоходка