Искусственный сигнал в генетическом коде

[Maki]

с чего бы?
на практике, скорее всего, по хиральности соотношения биосфер близко к  50 на 50

На практике, мы имеем лишь одну известную нам биосферу. И хиральность её, возможно, чем-то обусловлена. Если законы возникновения жизни универсальны - возможно, и хиральность универсальна.
Даже если хиральность и случайна - и ладно. 50% инопланетян просто не заметят нашх "зеркальных" экстремофилов, а 50%- заметят. Тоже результат.

Как встретить динозавра на улице ?

А что? Всем ведь известно, что она = 50%. Или встретишь, или не встретишь!

Надо думать, эта задачка не менее простая, чем "сдвинуть" молекулярные часы

Не знаю. На данном этапе развития науки - это невозможно. В будущем же - почему бы и нет? Полусинтетические организмы уже делают. На очереди - полностью синтетические.

[alena_korf]

И хиральность её, возможно, чем-то обусловлена.

это ничем не оправданное утверждение (то есть ввод лишней сущности), которое надо отсекать бритвой Оккама

Даже если хиральность и случайна - и ладно. 50% инопланетян просто не заметят нашх "зеркальных" экстремофилов, а 50%- заметят. Тоже результат.

заметят, но по скольку шанс встретить одну их хиральностей 50/50 то они все равно не признают в этом искусственные создания. ну попалась биосфера с иной хиральностью, и что? оснований ее считать иссуственной у них нет.

[Maki]

это ничем не оправданное утверждение (то есть ввод лишней сущности), которое надо отсекать бритвой Оккама

Если уж вы взялись за бритву - лишней сущностью является как раз домысел о случайной хиральности 50/50.
Нам достоверно известна одна биосфера с определённой хиральностью. От неё и отталкиваемся.

[alena_korf]

Если уж вы взялись за бритву - лишней сущностью является как раз домысел о случайной хиральности 50/50.
Нам достоверно известна одна биосфера с определённой хиральностью. От неё и отталкиваемся.

Вы ошибаетесь.
пока не доказана обязательность именно одного типа хиральности,  такое предположение является лишней сущностью.
нет  ни одного доказательства необходимости именно одного типа хиральности. поэтому доказывать надо именно наличие обязательности одного типа хиральности, а не отсутствие такой обязательности (отсутствие никогда не доказывается)

[Maki]

заметят, но по скольку шанс встретить одну их хиральностей 50/50 то они все равно не признают в этом искусственные создания. ну попалась биосфера с иной хиральностью, и что? оснований ее считать иссуственной у них нет.

Если ваше предположение о 50/50 верно - ну что-ж, замечательно, кто-то хотя бы узнает о существовании иных биосфер.
Если же закон хиральности универсален - тогда это сигнал.

[Maki]

нет ни одного доказательства необходимости именно одного типа хиральности

Нет доказательств того, что хиральность вообще необходима.
Есть факт, что хиральность определённого типа существует, как минимум, в одной биосфере.
Мы можем придумывать любые биохимические чудеса в качестве гипотез.
Но факт перед нами лишь один - наша биосфера.
Так что если человечество таки соберётся запускать "бактерий-космонавтов" - возможно, их, на всякий случай, стоит сделать зеркальными

[alena_korf]

Нет доказательств того, что хиральность вообще необходима.

да

Есть факт, что хиральность определённого типа существует, как минимум, в одной биосфере.

правильно. это может что-то значит, а может и ничего не значить. пока не сравнили с другими биосферами.

[Rattus]

Идея далеко не нова: https://en.wikipedia.org/wiki/Directed_panspermia

Хитрость будет в том, чтобы надпись "здесь был вася" одновременно кодировала это свойство оптимальным образом, а любой шаг влево-вправо лишал мутанта преимуществ.

Остаётся только одна проблемка - надёжно доказать искусственное происхождение этой хитрости.

Ещё вариант: микроорганизм, который не мог бы получиться эволюционным путём. Например, бактерия, которая в природе едва прозябает, и вдруг оказывается, что она прекрасно расщепляет фторопласт, ПВХ, или автоэмаль.

Френсис Крик (тот самый) и Лесли Оргел ещё в 1973 году предположили, что потребность земной биоты в молибдене как незаменимом элементе (он нужен для формирования активного центра нитрогеназы) есть свидетельство внеземного происхождения жизни, ибо молибден на Земле - весьма редкий элемент, а в космосе должны быть места, где его гораздо больше. Но на самом деле молибден не абсолютно незаменим: есть варианты нитрогеназ с ванадием и даже железом вместо иона молибдена. Они, конечно, куда менее эффективны в плане фиксации азота - причём его недостаток мог стать причиной задержки появления эукариот на 2 миллиарда лет.
Так что это свидетельство скорее в пользу очень малого числа вариантов химического разнообразия для построения развитой биоты, чем в пользу панспермии.
Что же касается ферментов расщепления синтетической органики, то их носители должны попасть на этот субстрат достаточно быстро, прежде чем их либо съест местная биота, гораздо лучше приспособленная к своей среде и не имеющая никакой лишней нагрузки, либо, если они таки чудом победят в борьбе за существование, избавятся от этого генетического груза сами в процессе эволюции.
А вероятность астероида попасть (причём попасть удачно - ибо бактерии сами не бегаютъ) рядом с куском нужного пластика понятно какая.

Будем надеяться, что в будущем генетики смогут "обхитрить" законы эволюции, и сумеют создать долгоживущие искусственные гены.

Даже если удастся найти высококонсервативную комбинацию, поддерживаемую естественным отбором - её будет очень трудно (если вообще возможно) отличить от природной - ситуация тут примерно такая же как с идентификацией искусственности сигнала: чем выше плотность информации - тем более он похож на белый шум. И это универсальное правило. Так что даже не надейтесь.
И это не говоря о том, что у прокариот основной режим эволюции - редукция генома - ввиду малого размера и примитивности клеток: они достаточно быстро в историческом масштабе избавляются от всего лишнего мусора, не поддерживаемого отбором. Потому термодинамическая эффективность бактерий очень близка к абсолютному пределу для их архитектуры.

если мы осуществляем засев Энцелада чистыми бактериальными культурами

pH подлёдного океана Энцелада скорее всего находится за пределом адаптивных возможностей самых экстремально-алкалофильных бактерий.

и получить [извне] некие весьма жуткие штаммы

Высокая патогенность формируется только как результат длительной коэволюции с восприимчивыми организмами.

Если законы возникновения жизни универсальны - возможно, и хиральность универсальна.

Это сложный вопрос.

Нет доказательств того, что хиральность вообще необходима. Есть факт, что хиральность определённого типа существует, как минимум, в одной биосфере.

Как вы, в таком случае, объясните, что хиральность обязательна для обоих наших биополимеров (нуклеиновых кислот и белков)?
Хиральными же является подавляющее большинство всех органических молекул - по элементарным геометрическим причинам.

[alena_korf]

Остаётся только одна проблемка - надёжно доказать искусственное происхождение этой хитрости.

вот-вот

[Maki]

Что же касается ферментов расщепления синтетической органики, то их носители должны попасть на этот субстрат достаточно быстро, прежде чем их либо съест местная биота, гораздо лучше приспособленная к своей среде и не имеющая никакой лишней нагрузки, либо, если они таки чудом победят в борьбе за существование, избавятся от этого генетического груза сами в процессе эволюции. А вероятность астероида попасть (причём попасть удачно - ибо бактерии сами не бегаютъ) рядом с куском нужного пластика понятно какая.

Астероид, боюсь, попадёт на землю уже стерильным. Вся надежда на космическую пыль.
Про "генетический груз" согласен, этот вопрос мы в этой теме, по сути, закрыли (хотя за генных инженеров будущего я бы говорит не стал...).
Что касается искусственных генов, позволяющих поедать полиэтилен или пвх - эта идея мне тоже разонравилась. Гены эти быстро растащат другие бактерии, "посланники" же просто затеряются среди них. А вызвать у инопланетян "полиэтиленовую", например, катастрофу - не комильфо.

Высокая патогенность формируется только как результат длительной коэволюции с восприимчивыми организмами.

Бесспорно. Я имел в виду опасность для микробного мира, или даже климата. Одну "кислородную катастрофу", в нашей истории, микробы уже устроили. Вдруг взращённые на Энцеладе (предположим, там всё-таки можно жить) твари начнут эффективно жрать планктон, или (условно говоря) разъедят весь известняк и перенасытят атмосферу углекислотой?

Как вы, в таком случае, объясните, что хиральность обязательна для обоих наших биополимеров (нуклеиновых кислот и белков)?

Никак.
Как следует из приведённой вами ссылки, умные дяденьки только-только подбираются к разгадке этого феномена.
Мы же с вами можем использовать логику. Если возникновение жизни обусловлено материальными причинами,  и всё живое имеет некое всеобщее свойство - значит это свойство обусловлено природой материи, породившей жизнь. А раз материя одинакова во всей вселенной - то и хиральность жизни мы должны ожидать одну. 
Да, могут быть другими температуры, состав первичного бульона - и может быть это даст другую хиральность. Но это опять "может быть".

Если исходить из гипотезы "универсальной хиральности", то холодолюбивая "зеркальная бактерия", попавшая на:
1) безжизненную планету, сформирует там биосферу. Сигнал.
2) живую планету - возможно Сигнал.
3) планету с зарождающейся жизнью - ? ? ?
P.S.  Боюсь, остроумная идея послать в космос микробов-посланников, смахивает на биологический терроризм. Если товарищи микробы попадут в "первичный бульон", и колонизируют всю планету - оригинальная жизнь, которая могла бы возникнуть там, будет подменена пришлой. И, в отсутствие вирусов и прокариот, может выйти так, что планета навеки окажется гигантской "чашкой петри".

[Rattus]

Астероид, боюсь, попадёт на землю уже стерильным.

Не факт.

Вся надежда на космическую пыль.

А пыль простерилизуется излучением ещё в космосе.

хотя за генных инженеров будущего я бы говорит не стал...

Носитель наследственности и законы его эволюции в будущем вряд ли станут другими.

Да, могут быть другими температуры, состав первичного бульона - и может быть это даст другую хиральность.

Но какую-то - даст обязательно. А Вы выше вроде как пытались отрицать что само явление гомохиральности не обязательно присуще жизни.

[mbrane]

Прошить в геноме бактерии "Привет от землян" несложно уже на современном этапе.

Прошить не сложно - осталось узгать как получатели сообщения будут его читать...Да и еще нюанс - весь избыточный код со временем деградирует и удаляется из генома

[Klapaucius]

Прошить в геноме бактерии "Привет от землян" несложно уже на современном этапе.

Прошить не сложно - осталось узгать как получатели сообщения будут его читать...Да и еще нюанс - весь избыточный код со временем деградирует и удаляется из генома

Весь ли? Есть участки кода, весьма критичные к мутациям. То есть бывает нарушаются и они, но дальше зачатия дело точно далеко не пойдёт. Нету лёгких например, мозга или сердца. Как органов, в целом. Такие органы заложены в целом огромным числом генов, но очевидно что должны быть некие главные, "заглавные" гены. Подверженные мутациям в гораздо меньшей степени чем другие, характеризующие второстепенные и более мелкие признаки, ведущие эволюцию и обеспечивающие внутривидовое разнообразие.

Так что imho можно заложить в геном информацию с очень высоким уровнем защиты (чтобы жил геном, смена поколений тоже нужна - ведь мы тут не про простую заморозку, а про репликацию с неизбежными мутациями). Насколько высоким? Наверное в идеале - некий по возможности простой вирус, способный внедряться в любые по сложности организмы и встраиваться в геном вместо того чтобы самореплицироваться.

Такие объекты и надо искать на кометах, например, в первую очередь. Жаль, что современная наука пока далека от таких возможностей.

[Rattus]

Есть участки кода, весьма критичные к мутациям... Так что imho можно заложить в геном информацию с очень высоким уровнем защиты.

Читать предыдущие сообщения темы в разделе уже не принято?

Даже если удастся найти высококонсервативную комбинацию, поддерживаемую естественным отбором - её будет очень трудно (если вообще возможно) отличить от природной - ситуация тут примерно такая же как с идентификацией искусственности сигнала: чем выше плотность информации - тем более он похож на белый шум. И это универсальное правило. Так что даже не надейтесь.

Наверное в идеале - некий по возможности простой вирус

Верхний размер генома даже самых сложных вирусов не превышает 620 килобайт, а простых (без суперкапсида) - на порядок меньше. Чем вирус проще - тем меньше спектр заражаемых хозяев - элементарно меньше репертуар рецепторов и белков инвазии на поверхности (пример - бактериофаги). Тенденция к редукции генома у вирусов выражена ещё сильнее, поскольку место в капсиде куда более сильно ограничено чем в клетке: если у бактерий просто очень мало генного мусора, то у вирусов вообще гены часто наоложены один на другой со сдвигом рамки считывания. попадание в капсид посторонних генов почти всегда влечёт к утери части своих и неспособности вируса воспроизводиться в новозараженной клетке.

Малознакомые с молекулярной генетикой вирусов и прокариот полагают, что это та же биология, только маленькая. Тогда как на деле это куда скорее та же химия, только большая. Никто ведь в здравом уме особенно не предлагает сочинить другую таблицу химических элементов, чтобы сигнализировать "братьям по разуму" - так и с генами дело обстоит не на много лучше.

[Maki]

Не факт.

Суть даже не в этом. Мы обсуждаем искусственную панспермию. А кидаться астероидами в удалённые звёздные системы - вряд ли рационально. Если мне память не изменяет, наилучший экран от космического излучения - вода. Пристыковываем к ледяному астероиду автоматический модуль, формируем ледышки начинённые спорами, и пуляем из рельсотрона в TRAPPIST-1. 

Носитель наследственности и законы его эволюции в будущем вряд ли станут другими.

Эксперименты с искусственным ДНК идут уже сейчас. Предположим, наша ДНК - это едисствнно возможный носитель, который мог возникнуть естественным, эволюционным путём. Но также есть вероятность, что в этот носитель можно разумно модифицировать. Или даже создать альтернативный. Я бы не стал исключать такую вероятность совсем.

А Вы выше вроде как пытались отрицать что само явление гомохиральности не обязательно присуще жизни.

Напротив, я высказал мнение, что пока мы наблюдаем единственный пример биосферы, и не понимаем причин хиральности - мы должны исходить из принципа универсальности "нашего" варианта.  Со временем, учёные конечно же выяснят, так это, или нет. Поймут, отчего она возникает, и возможны ли разые её варианты при естественном зарождении жизни.

[ChiefPilot]

Есть участки кода, весьма критичные к мутациям. То есть бывает нарушаются и они, но дальше зачатия дело точно далеко не пойдёт. Нету лёгких например, мозга или сердца. Как органов, в целом. Такие органы заложены в целом огромным числом генов, но очевидно что должны быть некие главные, "заглавные" гены. Подверженные мутациям в гораздо меньшей степени чем другие, характеризующие второстепенные и более мелкие признаки, ведущие эволюцию и обеспечивающие внутривидовое разнообразие.

Есть такие участки, НО! Они точно также будут критичны к любому встраиванию туда чего-либо инородного. Любой такой участок настолько «вылизан» отбором (так как, ещё раз — мы говорим о самых критичных участках), что организм с изменённым участком сразу окажется в сильном проигрыше перед его природными, исходными образцами. Поинтересуйтесь, например, почему нас до сих пор не поглотила какая-нибудь страшная эпидемия этих антибиотико-устойчивых микроорганизмов, которыми часто пугают в новостях. Подсказка: потому, что такие штаммы «выигрывают» и хорошо себя чувствуют только в специальных условиях (больницы — где остальные конкуренты (не устойчивые) лихо уничтожаются антибиотиками), где такие вот уродцы только и могут существовать. Как только они попадают в естественную среду, тут же выясняется, что к такой среде они приспособлены гораздо хуже, их тяготит этот генетический груз, за счёт которого они стали такими устойчивыми к антибиотикам, и они сильно проигрывают обычным родственникам. То же самое будет и с модифицированным в Ваших мечтах организмом. Даже если кто-то придумает КАК впихнуть в очень важный участок что-нибудь типа «здесь был Вася» (или что-то посерьёзнее — да всё равно!), так сразу этот организм начнёт проигрывать в размножении себя и очень быстро исчезнет из окружающей среды. Кроме того! Впихнуть что-то в ген можно только навертев там какую-то избыточность, стараясь сохранить более-менее приемлемым его работу (например активный центр фермента, который он кодирует). Так вот что: эта избыточность (мало того, что будет вредна, как я уже выше пытался показать), так она и ещё НЕ БУДЕТ поддерживаться отбором! Всё просто: мутации в этом участке (где «здесь был Вася»), особенно, возможно, делеции будут только приветствоваться! Отбор неизбежно будет пытаться либо вообще удалить этот кусок (так как с ним заведомо хуже!), либо постоянной искать варианты с меньшим вредом. В общем: ничего не получится!

[ChiefPilot]

разумно модифицировать.

То, что написано выше тоже как возражение Вам подходит. Только ещё можно добавить, что у Природы в руках гигантская лаборатория в виде Земли и окружающего пространства, а также 4 с лишним миллиарда лет — неужели не понятно, что любое «разумное» вмешательство обречено на провал? Любые другие комбинации и варианты (например какие-нибудь искусственные нуклеотиды или вот даже другая хиральность) в данных условиях среды будут в проигрыше. Мы пока, может, даже не понимаем — почему? Но это так. Вариантов может быть много: какая-то чуть большая энергия требуется для создания, какая-то пространственная ориентация отдельных участков молекулы чуть менее выгодна геометрически или энергетически и так далее. Я даже сильно уверен, что многие наши «идеи» (если не вообще все) которые мы бы могли придумать, Природа уже давным-давно проверила и отбросила как менее выгодные и приспособленные. Вот как-то так...
Но при всём при этом: при других окружающих условиях другие варианты элементов Жизни вполне могут оказаться более подходящими и поэтому некоторая (а может и сильно большая) непохожесть инопланетной Жизни вполне возможна и даже скорее всего просто обязана быть.

[Maki]

Малознакомые с молекулярной генетикой вирусов и прокариот полагают, что это та же биология, только маленькая. Тогда как на деле это куда скорее та же химия, только большая.

Ген Микроцефалин варианта D непонятно сколько лет передавался среди неандертальцев, попал к нам 30-40 тл., и не меняясь распространился среди всего человечества. Потому что оказался очень полезным.
Так что, "Здесь был Вася", записанное в геноме вируса, вполне может сохраниться и дойти до получателя в том случае, если это будет, одновременно, и послание, и исключительно полезный ген. Возможно, генетики в будущем смогут решить такую задачу, и записать информацию в ген экстремофильности. Причём любая мутация должна это полезное свойство уничтожать.
Попав с вирусами в иную биосферу, такой ген позволит местным бактериям приспособиться к жизни в каких-нибудь исключительно гадких условиях. Несомненно, местные гуманоиды однажды заинтересуются этими микробами, и выделят этот ген. А потом местный Тьюринг прочтёт в нём и наше короткое послание.

[Maki]

В общем: ничего не получится!

Полностью с вами согласен. При современном уровне науки - ничего.
В этой теме мы позволяем себе немного пофантазировать.
Как вам идея искусственного гена, дающего микроорганизму исключительную экстремофильность, которая уничтожается при любой его мутации? Это та же "антибиотикорезистентность", то есть микроб с этим геном не вырвется и не сожрёт всё вокруг, а будет себе спокойно блаженствовать в солёных озёрах или гейзерах, храня искусственный ген миллионы лет.
Из этого, кстати, и вытекает стратегия поиска Сигнала на земле. Перебираем все узкоспециализированные штаммы экстремофилов, выделяем специфический ген, и ломаем голову над тем, не искусственный ли он.

[ChiefPilot]

Возможно, генетики в будущем смогут решить такую задачу, и записать информацию в ген экстремофильности.

Вот как Вы себе В ПРИНЦИПЕ представляете информацию, которая одновременно и кодирует что-то важное и является строкой "здесь был Вася" (то есть - информацией, которая совершенно не относится к кодированию? Мне такое в принципе не представить. И дело даже не в людях будущего (которые типа должны быть умнее), а, наверное, в какой-нибудь теории информации. Я, как уже писал через одно моё сообщение выше, могу представить только внесение некоторой избыточности, но тогда я там выше всё уже объяснил. И надо ещё всё-таки начать понимать, что какой бы ни был совершенный самодельный организм (даже пусть представим, что он будет круче, чем природный - таким его люди будущего слепили): после попадания в обычную среду, он сразу попадёт в обычные условия эволюции с их законами и процессами. А в этих условиях важно, что они постоянно меняются и постоянно идёт процесс изменения же генов. Этот суперорганизм, попав (и для этого ему даже не надо никуда "лететь" - а просто всё кругом со врменем меняется) в несколько другие условия уже не будет там превосходным. И ему нужно будет либо вообще вымереть, уступив место другим, либо мутировать и приспосабливаться (а, значит, стирать, ломать "здесь был Вася"). Несколько десятков, сотен и, может, даже миллионов лет эта надпись может и будет ещё просматриваться, но не миллиарды. И это ЗАМЕТЬТЕ на родной Земле. А в случае "улёта" куда-либо эти процессы должны идти ещё быстрее.