Методы внедрения серийных номеров в/на клонах

Я пишу научно-фантастический рассказ о массовых клонах. Поскольку у меня есть несколько клонов, мне нужно их различать. Система идентификации должна быть:

  • Постоянно в течение всего срока службы клона (назовем это 150 лет)
  • Очень трудно подделать (радиопередатчики можно вырезать, протравленные кости можно протравить заново — в любом случае их трудно прочитать)
  • Не слишком вреден для клона (клоны ценны только в том случае, если они функционируют как люди)

Могу ли я использовать для этого ДНК, просто добавив несколько кодонов к существующей цепи ДНК (при условии быстрой, практически немедленной и точной полимеразной цепной реакции - ПЦР)? Не могли бы вы изменить клон, переписав его/ее ДНК, чтобы серийный номер появился на коже, и при этом обнаружить гены, ответственные за ПЦР (это должно соответствовать вышеуказанным критериям - двухуровневая проверка между кожей и генетикой кажется надежной методологией) ? Можно ли использовать какой-либо из этих методов для модификации генетической структуры клонов до их зарождения, тем самым изменяя ДНК всех клеток в клонированном организме?

Примечание. Следующая статья в Википедии может стать отправной точкой для ответа на этот пост ( https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gene_therapy )?

Если вы сосредоточены на постоянной системе идентификации, то зачем отображать ее на коже? Независимо от того, как он туда попал, если вы достаточно поцарапаете его, текст исчезнет. ДНК не заживляет/удаляет избыточную рубцовую ткань. Имейте в виду, что на сегодняшний день Человек не изобрел процесс маркировки, который Человек не мог бы скрыть. Ваше решение ДНК изобретательно и, кажется, решает саму проблему. Итак, зачем нужно отображать это на коже?
@AmruthA Не дубликат: другой вопрос предполагает добровольную поддержку организмов; этот вопрос явно касается предотвращения мошенничества. «Бейджики» и «татуировки» (ответы на другой вопрос) просто не помогут.
@Amrutha Не дубликат: цитируемый вопрос ( worldbuilding.stackexchange.com/questions/100140/… ) касается технологий, доступных примерно в 1900 году. радиочастотные передатчики, которые были бы достаточно малы для имплантации в человеческое тело).

Ответы (4)

Могу ли я использовать ДНК для этого, просто добавив несколько кодонов к существующей цепи ДНК (предполагая быструю, в основном немедленную и точную белковую цепную реакцию - ПЦР)?

Абсолютно. Значительный процент (до 20% по данным некоторых авторов) ДНК не обладает биологической активностью и является пережитком прошлых веков. Еще 60% имеют небольшую непосредственную активность (это не кодирование), но могут быть полезны, так что давайте оставим их в покое, но это все еще оставляет много возможностей для игры.

Найдите неиспользуемый участок псевдогена , который, скорее всего, будет полностью нефункциональным (например, седьмой из пятнадцати бесполезных неполных повторений, вероятно, из-за ошибок копирования за последние двадцать миллионов лет), и замените его такой же некодирующей последовательностью. Есть несколько комбинаций, которые вы не можете использовать, чтобы гарантировать, что последовательность ничего не закодирует, но у вас есть достаточно места для ваших нужд.

Или, если вы чувствуете себя более предприимчивым, вы можете использовать синонимизацию: несколько аминокислот кодируются более чем одним триплетом ДНК , и в обычном генетическом коде человека вы найдете, скажем, GGA вместо пролина. Затем вы можете использовать GGT и GGG в этой позиции, чтобы все работало (оба триплета будут кодировать пролин), но в то же время кодировать либо 0, либо 1. Сравнивая известный человеческий эталон с последовательностью клона, вы можете извлечь двоичная строка:

human: TAA GCT GCT CAG CGT 
clone: TAG GCA GCG CAC CGA ...
code :  0   1   0   0   1

(Эта форма «метакодирования» может иметь биологическое значение. В «Сдвиге кадра » Роберта Дж. Сойера она «открывает» генетические последовательности ДНК, которые запускают эволюцию — это своего рода суперкод, скрытый внутри ДНК).

Однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать последовательностей, где синонимизация фактически позволяет кодировать два разных и слегка смещенных сообщения ДНК в одной и той же последовательности .

Проблема с заменой активных секций заключается в том, что там происходит гораздо больше, чем просто 3 основания = 1 аминокислота. Например, при замене частей «TAA GCT GCT CAG» вы также должны убедиться, что аминокислоты для офсетных версий «T AAG CTG CTC AG» и «TA AGC TGC TCA G» также одинаковы. Кроме того, вам также необходимо убедиться, что изменения не влияют на фолдинг или какие-либо факторы транскрипции; и убедитесь, что то, что вы редактируете, кодирует только белок, а не рибозим или выполняет какую-то другую функцию.
@AJMansfield очень хороший момент. Поправочный ответ.
@AJMansfield, зачем вам следить за тем, чтобы офсетные версии кодировали одинаково?
@frodoskywalker, потому что в некоторых случаях обе версии действительно что-то кодируют. В тех случаях, когда вы вынуждены оставить код в покое, нет достаточной свободы действий, чтобы что-то закодировать. Но это мало что значит; есть много места, которое доступно и безопасно. К тому времени, когда мы приступим к клонированию людей, я ожидаю, что все безопасные зоны будут тщательно нанесены на карту и подтверждены.
@LSerni, спасибо! Я знаком с этой кодировкой смещения, но только слышал, что она используется вирусами. Был очень удивлен, прочитав, что это происходит (видимо, часто) у людей.
Предполагая, что вы используете этот метод, я предполагаю, что ваше общество может довольно легко получить доступ к ДНК. Таким образом, модификация ДНК будет легкой. Я бы порекомендовал, если кто-то последует вашему ответу, защитить ДНК от подделки, закодировав «зашифрованную» строку информации, а не необработанный код ДНК для серийного номера. Это дает возможность обнаруживать «подделки» и копии клонов. Это также делает полезный сюжетный прием в повествовании.

Отказ от ответственности: я не биолог.

Думайте о ДНК как об исходном коде для программирования. Он считывается и исполняется, при этом очень важен. Так что, если вы просто добавите к нему какой-нибудь идентификатор, если в вашей истории ДНК не полностью понятна, может быть очень легко что-то разрушить, точно так же, как когда вы случайным образом вставляете строку кода в программный проект с миллионами строк кода. Ничего нельзя изменить, иначе все полетит к черту.

( РЕДАКТИРОВАТЬ: Мусорная ДНК была упомянута в комментариях. Это было бы разумным местом для идентификаторов, учитывая, что вы можете разместить ее там. Как я понимаю из статьи в Википедии, биологи все еще догадываются, почему она вообще существует, она может очень важны для роста до рождения. Цитата из денег: «Несколько линий доказательств указывают на то, что некоторые последовательности «мусорной ДНК», вероятно, обладают неопределенной функциональной активностью»)

Также ДНК меняется со временем. Из-за различных факторов, таких как радиация, он видоизменяется и воспроизводится не так, как раньше, а с ошибками. Наиболее очевидным примером этого является старение, но опухоли также являются одним из них. Таким образом, вполне может быть, что при «чтении» идентификатора считывается неправильный идентификатор, потому что он был изменен.

Альтернативный метод

Вот идея, как вы могли бы сделать это вместо этого: напишите идентификатор внутри их черепов. Выньте часть кости черепа, случайную уникальную часть, вырежьте номер внутри и снова сшейте все вместе.

  1. Явно постоянный.
  2. Трудно смириться: одна кость обычно может быть заменена аналогичной, незаметно для тела. Но операция на мозге дело тонкое. А так как часть кости черепа выбирается случайным образом, то для закаливания вам придется воспроизвести именно эту часть (или люди могли видеть, что на кости черепа есть несколько следов, для чего им нужно было бы только вскрыть голову, но не череп). Для этого сначала нужно вынуть его из черепа, чтобы снять мерки. Пока что клон будет лежать с обнаженным мозгом. Много трудностей и проблем. Недостатком является то, что вырезать номер сложно, но все же это намного проще, чем его изменить.
  3. Пока операцию проводит специалист в стерильной среде, не будет никаких последствий, кроме шрама на голове, обычно покрытого волосами.

Хорошо, прямо перед публикацией я заметил, что также будет очень сложно проверить идентификатор (пока клон должен оставаться в живых), но вы можете обойти это, выгравировав идентификатор на обеих сторонах части кости черепа. Возможна простая проверка и жесткая проверка. Другим вариантом было бы написать это только снаружи, что гораздо менее опасно, потому что мозг не подвергается воздействию (поскольку операции всегда сопряжены с риском), но, опять же, его легче умерить, случайные уникальные следы удаленной части кости черепа будут отсутствовать.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Другим способом проверки резьбы может быть MRT . Поскольку технология для клонирования доступна, разумно, что сканирование кости черепа также возможно мобильно. Сегодня МРТ делают в клиниках и могут занять, например, полчаса, даже это было бы разумно. А если гравировка заполнена каким-нибудь металлом, например, железом, и защитным силиконовым слоем, чтобы металл не взаимодействовал с остальной частью головы, это сделало бы проверку еще проще.

Учитывая, что по крайней мере часть некодирующей ДНК, скорее всего, просто Мусорная ДНК , не имеющая биологической функции, вы всегда можете использовать какой-то такой участок для сохранения идентификационного номера.
@ G0BLiN Интересно, не знал об этом! Тем не менее, нужно знать, где находятся эти части, и другие проблемы, которые я описал, все еще сохраняются.
@ G0BLiN Пожалуйста, опубликуйте это. Не могли бы вы изучить такие вопросы, как использование ПЦР? Такие проблемы, как радиация и ошибки копирования? Обращаясь к моему последнему замечанию, несколько копий идентификатора в разных областях мусорной ДНК уменьшат количество ошибок?
SK19 — Хотя я не отрицаю этого, поскольку биология не является моей областью, я подозреваю, что вы сильно переоцениваете результаты добавления нескольких десятков некодирующих нуклеотидов в область мусорной ДНК — если последовательность ID повторяется «достаточно» ( скажем, сто раз), даже случайные мутации все равно оставят его читаемым — и эти мутации крайне маловероятны для повторения в нескольких клетках — так что просто возьмите образцы слюны+крови+эпидермиса, чтобы получить несколько клеток из разных источников, сравните (возможно, используя упоминается вымышленная быстрая и точная ПЦР OP :) ) - и у вас есть очень надежный идентификатор на основе ДНК.
Еще вопрос - в методе частичной замены черепа - как будет сканироваться ИД? как будет обнаружена фальсификация без вскрытия головы подозреваемого клона?
@ G0BLiN У меня также есть сомнения по поводу архивирования изменений ДНК в масштабах всей системы. Я полагаю, что у вас должны быть инструкции для этого в исходном ядре, прежде чем оно станет массой клеток, и Мусорная ДНК (судя по вашей связанной статье), кажется, только покрывает то, что мусорные части не используются после нормального роста (или рождения). ). Но может быть, это важно для разработки, например, я использую некоторые переменные в программировании в циклах for, а не после.
@ G0BLiN О другом вашем вопросе: я уверен, что когда доступны клоны, мобильные и быстрые MRT тоже доступны. Отсканируйте гравюры с помощью радиоволн.
Ничто не мешает закодировать серийный номер в дополнительной некодирующей ДНК, которая, очевидно, не может иметь никакой функции. (И многие области ДНК, которые, как мы знаем , не имеют никакой функции, например, потому, что они являются остатками древних ретровирусов.) И коды исправления ошибок хорошо изучены, так что маловероятно, что серийный номер станет нечитаемым менее чем за десятки секунд. тысячи поколений.

Текущая современная версия этого основана на CRISPR , который представляет собой набор противовирусных генов, обнаруженных в бактериях. Сегодня они используются как мощный инструмент для сплайсинга генов, где вы можете определить место, которое хотите вырезать, отрезать там ДНК и добавить контент. Это довольно увлекательно.

Конечно, большая проблема с такой ДНК-биометрией заключается в том, что если у вас есть инструменты для добавления серийного номера, у вас, вероятно, есть инструменты, необходимые для его редактирования. У вас может развиться ситуация GATTACA .

С другой стороны, какая история с участием клонов не связана с пронумерованными клонами, которые «сходят с ума» и восстают против того, чтобы быть пронумерованными?

Почему бы просто не использовать сканирование радужной оболочки или сетчатки глаза, чтобы сопоставить его с идентификатором? Узоры в радужной оболочке и капиллярной системе сетчатки уникальны: даже у генетически идентичных близнецов нет одинаковых узоров, и у человека даже нет одинаковых узоров в обоих глазах, которые по определению происходят из одной и той же ДНК и развились. в тех же условиях. Отпечатки пальцев тоже подойдут, но сканирование глаз можно прочитать на расстоянии, его сложнее подделать (поскольку вы можете победить сканер отпечатков пальцев, скопировав чужой отпечаток) и меньше проблем, таких как рубцы, которые могут повлиять на отпечатки пальцев. Черт, используйте сканирование радужной оболочки и сетчатки, чтобы уменьшить вероятность ошибки и потенциального дублирования.

Недостатком является то, что вам нужно поддерживать базу данных, связывающую сканы с идентификаторами клонов, но это должно быть довольно тривиальной задачей, если вы находитесь на стадии массового производства клонов, и это было бы необходимо для варианта кодирования. во всяком случае в ДНК. Но в качестве преимущества вам не нужно ничего делать для создания уникального идентификатора: природа уже делает это для клона.

Методы внедрения серийных номеров в/на клонах
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v