Содержит ли мужчина все гены, необходимые для рождения женщины?

Этот вопрос вызван научно-фантастическим романом, который я собираюсь написать. В сюжете задействован колонист, отвечающий за создание населения на новой планете, который теряет свой запас эмбрионов и так далее при приземлении. С неповрежденными искусственными «чревами» он заселяет планету своими клонами.

Если бы он захотел внести в популяцию достаточное количество вариаций (без создания новых генов, а только путем перегруппировки), чтобы они могли воспроизводиться естественным путем без проблем инбридинга, смог бы он это сделать? В частности, мог ли он сделать женщину? С другой стороны, может ли женщина (без Y-хромосомы) сделать обратное?

Рискуя внести предвзятость в ответы, сюжет в его нынешнем виде предполагает, что он мужчина, и он НЕ МОЖЕТ делать ничего из вышеперечисленного, и он ограничен клонами.

Если бы они были клонами, то были бы почти идентичными. Возможно, ему повезет больше, если он создаст индуцированные плюрипотентные стволовые клетки и получит их в виде гамет, а затем создаст эмбрионы. По-прежнему имеют те же гены, что и он, но, по крайней мере, соотношение рецессивных/доминантных аллелей может измениться, и некоторые самки могут быть исключены. Почему бы не получить ДНК из мертвых эмбрионов?
Классная идея с плюрипотентными клетками. Конечно, точные копии будут клонами, идея в том, что у него может быть технология прямого манипулирования генами, просто он не знает никаких последовательностей, которых нет в нем самом. Ваша точка зрения о яйцах может быть легко объяснена пожаром, но это заставляет задуматься о том, что на борту может быть ДНК любого, кто участвовал в строительстве или спуске корабля на воду.
И было бы нетрудно вести электронную базу данных последовательностей ДНК на компьютере.
Еще один хороший момент.
С узкой, технической точки зрения, мужчина «содержит» все гены, чтобы «создать» женщину (Х-хромосома), в то время как женщинам не хватает генов, чтобы «создать» мужчину (Y-хромосома). Другой вопрос, использовать ли это на самом деле (например, производить гаметы, содержащие хромосомы X и Y), но для научно-фантастического романа это не должно быть проблемой. Эпигенетические эффекты также могут быть проблемой.

Ответы (3)

Этот ответ также включает в себя некоторые предположения, поскольку вопрос касается хорошей теоретической основы для научной фантастики.

В этом посте вы можете найти информацию о том, как можно использовать сперму для производства эмбриональных стволовых клеток. Для этого все равно потребуется ооцит.

Теперь вопрос в том, можете ли вы получить ооциты от самца?

Вы можете слить две Xнесущие гаплоидные сперматиды, чтобы сформировать диплоидную клетку с XX. Эта клетка также будет иметь митохондрии и рибосомы — кажется достойным кандидатом. Не было показано, что гаметогенез происходит in vitro. Кроме того, зиготе потребуется намного больше цитоплазматических ресурсов, которые вы можете получить из слитых сперматид.

Кроме того, есть проблемы с печатью, как уже указывал Крис.

Вывод : Почти невозможно

На ваш вопрос « Содержит ли мужчина все гены, необходимые для создания женщины »: да, у него есть, но нет биологического механизма для этого (исключая матку).

Однако, если вы решите отправить в эту миссию женщину-космонавта, тогда есть надежда. Как сказал Крис, есть проблемы с гомотипическими слияниями из-за проблем с импринтингом. А вот с запасом яйцеклеток могут быть и другие пути:

  • Создание клонов с использованием SCNT : ограничение в том, что будет очень мало изменчивости.
  • Стереть метки импринтинга и слить два ооцита : Это еще не сделано, но это возможно. На данный момент у нас есть технология (все еще зарождающаяся для терапевтического уровня) для целенаправленного редактирования генома. Основной принцип включает слияние ДНК-эндонуклеазы со специфичным для последовательности ДНК-связывающим доменом (DBD). Примеры включают нуклеазу цинковых пальцев, TALEN и Crispr-Cas. Это исследование демонстрирует сконструированную систему, которая может дезаминировать РНК специфичным для последовательности способом. На основе аналогичного принципа должно быть возможно связать ДНК-(цитозин/аденин)-метилтрансферазу или ДНК-(цитозин/аденин)-деметилтрансферазу с последовательностью, специфичной для DBD 1 .. Эта система может быть использована для целенаправленной эпигенетической модификации. Это будет иметь немного больше вариаций, чем клонирование, из-за мейотической рекомбинации. Ограничение в том, что не будет самцов, возможно, это станет амазонской планетой.

Убедитесь, что на вашем космическом корабле есть хорошая биолаборатория :P

1 Импринтинг обычно реализуется путем метилирования ДНК, которое происходит в основном на цитозинах.

Спасибо, парни! Все ваши ответы создали увлекательный и реалистичный фон для написания!

Женщина (при отсутствии мозаицизма) имеет две Х-хромосомы в ядрах своих клеток (кроме ооцитов). У человека в каждой клетке с ядром (кроме сперматоцитов) есть только одно, плюрипотентное или нет.

Единственный способ, которым он мог создать самку, — это либо манипулировать клетками, дублируя Х-хромосому (это очень трудно сделать), либо удалить / инактивировать Y (что дало начало самке XO). Это само по себе вызовет проблемы у женщины.

Синдром Тернера Синдром XO

Если бы ему удалось создать плюрипотентные стволовые клетки, он смог бы превратить их в яйцеклетки, половина из которых содержала бы его Х-хромосому. В случае оплодотворения половина из них получит еще одну копию Х-хромосомы и станет женщиной. Конечно, также могут быть яйцеклетки с Y-хромосомами, которые все еще могут функционировать, если они получат сперматозоид с X-хромосомой, но YY-эмбрион, вероятно, не будет работать хорошо.
@ user137 - Могу я спросить, почему вы считаете, что плюрипотентные стволовые клетки гаплоидны?
@ user137 Стволовые клетки не гаплоидны. Только половые клетки.
Вопрос заключается в том, содержит ли мужчина «... все гены... », чтобы сделать женщину, в то время как этот ответ в основном касается хромосомного состава и вопроса производства гаплоидных гамет. Со строгой/узкой генетической точки зрения я думаю, что ответ на этот вопрос положительный.
Можно получить гаплоидные стволовые клетки, вводя сперматозоид в энуклеированный ооцит или искусственно активируя ооцит без оплодотворения. Смотрите здесь
@WYSIWYG - это дико; Я никогда этого не знал! Я знал, что существуют почти гаплоидные клеточные культуры, но я не знал, что манипуляции с генетическим материалом в ооцитах зашли так далеко.
@anongoodnurse Это была офигенная статья. Я был так взволнован, пока читал это.
@fileunderwater - правда. Я предполагаю, что ответ был бы (для меня), даже если бы он мог получить две гаметы с Х-хромосомами, как мужчина, как он будет вводить генетический материал в манипулируемый ооцит? Клон кажется, может быть, лучше. Кое-что из этого для меня ново.
@WYSIWYG и anongoodnurse — ребята, в комментариях припрятано несколько интересных жемчужин!
@anongoodnurse Вот еще несколько ссылок на создание гамет из стволовых клеток Ref 1 ref 2 ref 3
@Chris Недавно я видел статью о гаплоидных плеврипотентных стволовых клетках (наверное, в природе ).

Теоретически это должно быть возможно, поскольку мужчины несут обе половые хромосомы. Вам нужно найти способ получить гаплоидные клетки, а затем заставить их образовать диплоидную клетку с двумя Х-хромосомами. Ваша популяция столкнется с генетическим узким местом, которое вскоре вызовет множество других генетических проблем из-за недостатка разнообразия.

Но помимо этого довольно теоретического подхода, с этим видом воспроизводства есть реальная проблема: оно не работает из-за генетического импринтинга . Это происходит в яйцеклетке, а также в сперматозоиде и состоит из небольших модификаций, добавленных к ДНК. Это заглушает этот ген и позволяет экспрессировать гены конкретно либо из материнской, либо из отцовской копии хромосомы.

Примером этого может быть потеря части хромосомы 15. В зависимости от того, какая копия потеряна, это вызывает либо синдром Прадера-Вилли (унаследованный от отца), либо синдром Ангельмана (унаследованный от матери). В этой статье мы углубимся в импринтинг.

Из-за отсутствия материнского импринтинга клетки, созданные от отца, не будут жизнеспособными, поскольку экспрессия некоторых генов (которые могли бы исходить от матери) отсутствует. Тем не менее на мышах было показано, что эту проблему можно решить. Исследователи удалили материнский импринтинг в одной копии хромосом, которые они использовали, имитировали импринтинг отцов и смогли получить жизнеспособное потомство от двух самок мышей без отца. Но этот подход довольно технический, а также подвержен ошибкам, поскольку вы должны знать отпечаток матери. Статью можно найти здесь .

Содержит ли мужчина все гены, необходимые для рождения женщины?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v