La ingeniería genética como alternativa a la magnetosfera (protección radiológica)

Estoy tratando de descubrir cómo construir una colonia humana en una luna (75% del tamaño de la Tierra) de un gigante gaseoso.

Algunos detalles del sistema planetario elegido para la colonización:

  • Estrella de secuencia principal de tipo K (alrededor del 60% del tamaño del Sol; naranja; menor emisión de radiación que el Sol);
  • gran cinturón de asteroides que se puede extraer para todos y cualquier material necesario;
  • un gigante gaseoso está en la zona Goldilocks (más cerca de la estrella que en nuestro sistema solar);
  • este gigante gaseoso no tiene una magnetosfera fuerte;
  • tiene 3 lunas, la mayor de las cuales está siendo colonizada;
  • esta luna es la única candidata en todo el sistema estelar para establecer una colonia.

Los colonos no tienen contacto con la Tierra y no pueden recibir suministros ni actualizaciones tecnológicas. La mayoría de ellos son científicos (no solo STEM, también ciencias sociales) e ingenieros. El equipo es muy pequeño, menos de 200 personas.

Sus tecnologías de ingeniería genética son de un nivel más alto que el actual, pero no al nivel de la magia. Por ejemplo:

  • Las terapias genéticas correctivas que modifican todas las células en un tiempo relativamente corto están disponibles, pero su eficacia se limita a reparar/cambiar pequeños fragmentos de ADN. Los cambios en los organismos adultos a nivel cromosómico y las transformaciones masivas de tejidos (como un cambio de sexo) no son posibles.
  • La utilización de técnicas como CRISPr permite cambios genéticos heredables permanentes incluso cuando se administra una terapia a adultos (no estoy seguro en el caso de las mujeres, pero definitivamente en los hombres).
  • Los "bebés de diseño" no solo son posibles, sino que la tecnología se utilizará ampliamente para evitar el cuello de botella de la población y el efecto Fundadores.
  • Los genomas decodificados de varias especies están fácilmente disponibles en forma digital y se pueden sintetizar en un laboratorio.
  • La comprensión general del genoma humano (de qué genes y sus grupos son responsables) es mucho mayor que la actual, pero no es del 100 %. Por lo tanto, no es posible crear una raza de seres sobrehumanos altamente inteligentes con un conjunto preciso de características.

Los colonos no tienen restricciones morales o éticas sobre los experimentos. Pero les gustaría evitar en la medida de lo posible crear quimeras humanas. Su objetivo principal es asegurar la supervivencia de la colonia sin dejar de mantenerla humana.


Hay algunas especies resistentes a la radiación en la Tierra, en particular Deinococcus radiodurans y Thermococcus gammatolerans . Ambos microorganismos pueden reparar el daño del ADN incluso después de recibir dosis agudas de radiación muy altas. Teóricamente, podemos usar su genoma para descubrir qué genes son responsables de la resistencia a la radiación y luego modificar los genomas de todas las demás especies (humanos, flora, fauna, etc.). Quizás la primera generación de colonos no podrá sufrir una transformación tan drástica y será confinada a los refugios de radiación. Pero todas las siguientes generaciones y el ecosistema estarán protegidos.

Me pregunto si esta es una estrategia factible. ¿Hay alguna otra consideración que deba tener en cuenta (por ejemplo, la atmósfera de la luna se deteriora a un ritmo superior al que los mineros robóticos de asteroides pueden reponer)?

Respuestas (3)

Aquí está la cosa: las células humanas y el ADN ya tienen muchos mecanismos de reparación del ADN. La razón principal por la que esas bacterias son mucho mejores que nuestras células es porque son muy simples y sin complicaciones en comparación con nosotros. Desafortunadamente, estas grandes diferencias significan que cualquier ingenioso mecanismo que usen las bacterias simplemente no funcionará en las células humanas. Es mejor que haga que sus científicos diseñen un mecanismo de defensa específico para humanos completamente nuevo y lo editen en su lugar.

¿Qué debo investigar? Parece que los mecanismos de reparación de ADN más efectivos se basan en la copia de la plantilla ya existente. No estoy seguro de si es una buena idea tener copias de seguridad del genoma en células humanas.
No estoy seguro de que la reparación del ADN sea la razón por la cual el radiodurano es resistente. Si radiodurans es resistente porque puede modificar su pared celular, entonces eso no tendría ningún uso para los humanos.
@Olga Simple. Pídales que creen un mecanismo para permitir que una célula dañada copie el ADN de una célula vecina pero sana. Los cromosomas de respaldo en la misma célula realmente complicarían la replicación celular, esto no lo hará.

Si estuviera disponible, dicha tecnología de conservación de ADN sería invaluable para toneladas de usos, que incluyen, entre otros:

  • Prevención de cáncer.
  • Contención de retrovirus (SIDA)
  • Antienvejecimiento.

La principal dificultad es que tales métodos están profundamente arraigados en el metabolismo celular; no está claro qué otro efecto tendrían en la construcción general de un organismo complejo como el que somos.

Tenga en cuenta que tenemos muchos menos genes que características fenotípicas (en órdenes de magnitud), esto significa que un solo gen tiene efectos en muchas áreas (esto es diferente, por ejemplo, en los artrópodos); no es posible cambiar un solo rasgo en un vertebrado complejo.

Entiendo las dificultades prácticas de la ingeniería genética. Solo algunos rasgos (como el color de los ojos) se pueden cambiar de manera confiable. Pero este no es el objetivo. Sin embargo, experimentar con manipulaciones genéticas y desafíos morales asociados sería excelente para el desarrollo de la historia y el personaje. Tendré que recurrir a la incredulidad suspendida para permitir la resistencia a la radiación en todas las formas de vida de la colonia. Pero quiero tratar de evitar cometer errores obvios en física.

Creo que la ingeniería a partir de bacterias no sería nuestro primer enfoque.

Creo que intentaríamos mejorar o poseer los mecanismos de reparación del ADN antes de diseñar nuevos mecanismos, desde las bacterias hasta el arranque. Olvidé si D. radiodurans (etc.) es resistente a la radiación debido a la reparación del ADN o debido a alguna característica novedosa de su pared celular: poder esporular, por ejemplo. Mira eso. Si son resistentes porque forman una cubierta celular especial, eso definitivamente no funcionaría en humanos.

Los humanos podemos reparar el daño por radiación hasta cierto punto. Piense en las personas que son más susceptibles al daño de los rayos UV (Xeroderma pigmentosum). Son menos buenos en los mecanismos de reparación innatos.

Si viviera en su colonia, sugeriría a mis colegas que amplifiquemos genéticamente nuestra capacidad innata para reparar el ADN (y otros daños por radiación) en lugar de introducir genes bacterianos.

D. radiodurans parece utilizar varios mecanismos diferentes: 1) varias copias de su genoma en su célula; 2) copiar ADN de otra célula de D. radiodurans; 3) una forma ligeramente diferente de almacenar el propio ADN.
OK, estás al tanto de cómo funcionan.