Zdá sa, že všetky identické dvojčatá nesú na svojej DNA skrytý chemický podpis

(Nikola Briede/Unsplash)

Jednovaječné dvojčatá pochádzajú z jednej vaječnej bunky, ktorá sa rozdelí a vzniknú dve embryá, no počas vývoja jedno dvojča niekedy „zmizne“, takže sa narodí len jedno dieťa.

Nová štúdia teraz naznačuje, že vaša DNA môže odhaliť, či ste začali ako identické dvojča v maternici, aj keď vaše dvojča zmizlo dlho pred vaším narodením.

V novej štúdii uverejnenej v utorok (28. septembra) v časopise Prírodné komunikácie , vedci priblížili tzv epigenetické modifikácie nájdené v DNA dvojčiat.



Termín „epigenetický“ sa vzťahuje na faktory, ktoré môžu „zapnúť“ alebo „vypnúť“ gény bez toho, aby zmenili ich základ. DNA sekvencie. Napríklad malé molekuly nazývané metylové skupiny sa môžu prilepiť ako lepiace papieriky na špecifické gény a zabrániť bunke v čítaní týchto génov, čím ich efektívne vypínajú.

Podľa novej štúdie je DNA identických dvojčiat zdobená charakteristickým vzorom lepkavých metylových skupín. Autori zistili, že tento vzor zahŕňa 834 génov a možno ho použiť na odlíšenie identických dvojčiat od dvojčiat a nedvojčiat. A v skutočnosti na základe týchto výsledkov tím vyvinul počítačový algoritmus, ktorý dokáže spoľahlivo identifikovať identické dvojča len na základe umiestnenia metylových skupín v ich DNA.

Teoreticky by takýto nástroj dokázal odhaliť aj niekoho, kto mal miznúce dvojča, hoci nová štúdia túto myšlienku netestovala.

Súvisiace: Vidieť dvojníka: 8 fascinujúcich faktov o dvojčatách

V podstate je tento vzor metylovej skupiny akousi „molekulárnou jazvou“, ktorá zostala po ranom embryonálnom vývoji identických dvojčiat, povedal Robert Waterland, profesor pediatrie a genetiky na Baylor College of Medicine, ktorý sa na novej štúdii nezúčastnil.

'Autori objavili epigenetický podpis monozygotného dvojčatia', čo znamená dvojčatie, ktoré pochádza z jedného oplodneného vajíčka alebo zygoty, povedal.

Gény potiahnuté týmito metylovými skupinami hrajú rôzne úlohy vo vývoji buniek, raste a adhézii, čo znamená, že pomáhajú bunkám priľnúť k sebe navzájom. To znamená, že na základe súčasnej štúdie nie je jasné, ako môžu tieto metylované gény ovplyvniť rast, vývoj alebo zdravie identických dvojčiat, povedal Waterland.

Pri skúmaní týchto jaziev raného vývoja chceli autori lepšie pochopiť, prečo sa identické dvojčatá vôbec vyskytujú. Vedci vedia, že zygota sa v určitom bode vývoja rozdelí, ale je záhadou, prečo k rozdeleniu niekedy dochádza.

„[Štúdia] bola motivovaná skutočnosťou, že sme vedeli veľmi málo o tom, prečo vznikajú jednovaječné dvojčatá,“ povedala prvá autorka Jenny van Dongen, odborná asistentka na Katedre biologickej psychológie na Vrije University (VU) Amsterdam.

Odhaduje sa, že 12 percent ľudských tehotenstiev začína ako viacpočetné tehotenstvá, ale menej ako 2 percentá sú donosené, čo znamená, že zvyšok má za následok takzvané miznúce dvojča, podľa správy z roku 1990 International Journal of Fertility and Sterility .

Celkovo možno povedať, že v prípadoch, keď sa obe dvojčatá dožijú termínu, sú dvojčatá vo všeobecnosti bežnejšie ako identické.

Dôkazy tomu nasvedčujú genetika ovplyvňuje pravdepodobnosť, že matka porodí dvojčatá, čo sa stane, keď sa oplodnia dve vajíčka súčasne. Napríklad štúdie ukazujú, že bratské dvojčatá môžu prebiehať v rodinách a zdá sa, že gény zapojené do hyperovulácie sú v hre, povedal van Dongen.

Pre porovnanie, prevalencia identických dvojčiat je na celom svete pomerne konzistentná, vyskytuje sa približne u 3 až 4 z každých 1 000 pôrodov, čo naznačuje, že genetika tento fenomén nepoháňa. Otázkou je, čo robí?

'Je to skutočne záhada vo vývojovej biológii,' povedal hlavný autor Dorret Boomsma, profesor na Katedre biologickej psychológie na VU Amsterdam.

Tím uvažoval, či by riešenie tejto záhady mohlo byť zakódované v metylových skupinách zdobiacich ľudskú DNA, pretože molekuly pomáhajú kontrolovať embryonálny vývoj v jeho najskorších štádiách. A vďaka špeciálnym proteínom nazývaným metyltransferázy sa metylové skupiny pridané do našej DNA vo vývoji skopírujú, keď sa naše bunky naďalej delia, čo znamená, že sa môžu držať až do dospelosti.

Pre novú štúdiu tím získal epigenetické údaje zo šiestich veľkých kohort dvojčiat, celkovo viac ako 6 000 jedincov. Kohorty zahŕňali identické dvojčatá a dvojčatá, ako aj niektorých rodinných príslušníkov týchto jedincov, ktorí nie sú dvojčatami. Zahrnutím bratských dvojčiat mohol tím skontrolovať, či nejaké epigenetické vzorce pozorované u identických dvojčiat boli pre nich skutočne jedinečné a nie spoločné pre všetky druhy dvojčiat.

Súvisiace: Mať dieťa: Fázy tehotenstva podľa trimestra

Väčšina údajov o metylácii DNA pochádzala z krvi vzorky odobraté od dospelých, ale jeden súbor údajov pozostával zo vzoriek výterov z tváre od detí. A vo všetkých vzorkách tím našiel rovnaké odlišné vzorce metylácie v DNA identických dvojčiat.

'Skutočnosť, že v týchto bunkách vidia rovnaké veci, je upokojujúca,' pretože to ukazuje, že vzor nie je špecifický pre jeden typ bunky, povedal Waterland.

To znamená, že metylácia sa uskutočnila veľmi skoro vo vývoji, pred špecializovanými tkanivami, ako je napr Srdce alebo pľúca , sa začali formovať. Keď sa metylové skupiny nalepia na DNA v tomto štádiu, metyltransferázy prenesú molekuly do všetkých nasledujúcich dcérskych buniek bez ohľadu na to, akým typom bunky sa nakoniec stanú.

Pretože niektoré zo súborov údajov zahŕňali vzorky DNA zozbierané vo viacerých časových bodoch, tím mohol dvakrát skontrolovať, ako stabilné boli tieto metylačné vzory počas niekoľkých rokov. 'Zistili, že tieto metylačné stavy sú u jednotlivca veľmi stabilné,' čo ďalej posilňuje myšlienku, že tieto metylové skupiny by sa mohli držať od oplodnenia až po dospelosť, povedal Waterland.

'Zdá sa, že sa niečo deje veľmi skoro vo vývoji a že to zostáva zapísané v metylačnom vzorci rôznych typov buniek v našom tele,' povedal van Dongen. 'Zostáva archivovaný v našich celách.'

To znamená, že zatiaľ nie je jasné, aký presný účinok majú tieto metylové skupiny na génovú expresiu (zapnutie alebo vypnutie génu), alebo či metylačný vzor predstavuje príčinu, účinok alebo vedľajší produkt identického twinningu. poznamenal.

'Aby sme skutočne pochopili presné kroky, ktoré sa dejú na začiatku embryonálneho vývoja a ktoré vedú k vytvoreniu jednovaječných dvojčiat, skutočne potrebujeme funkčné štúdie,' povedal van Dongen s odkazom na výskum, ktorý skúma, ako tieto zmeny ovplyvňujú skutočné bunky.

Tím plánuje uskutočniť takéto štúdie s použitím zvieracích modelov a ľudských buniek v laboratórnych miskách; môžu tiež používať modely ľudského embrya známe ako blastoidy .

V budúcnosti by tím mohol tiež preskúmať väčší výber epigenetických modifikácií genómu, aby zistil, či metylačný vzor presahuje 800 už identifikovaných génov, povedal Waterland.

Nová štúdia pokryla státisíce potenciálnych bodov zaseknutia metylovej skupiny, ale je ich oveľa viac, čo treba preskúmať, povedal.

Súvisiaci obsah:

7 chorôb, o ktorých sa môžete dozvedieť z genetického testu

Genetika podľa čísel: 10 vzrušujúcich príbehov

10 úžasných vecí, ktoré vedci práve urobili s CRISPR

Tento článok pôvodne publikoval Živá veda . Prečítajte si pôvodný článok tu .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.