Informace

DNA identických dvojčat


Četl jsem článek, který říká, že jednovaječná dvojčata mají 100% podobnost mezi svými DNA, ale mají různé otisky prstů. Znamená to, že se DNA v prstech liší? Jaké vlastnosti těla lze použít k přesné identifikaci identických dvojčat?


DNA není jedinou věcí v biologii, která určuje fenotyp (pozorovatelný znak, např. Otisk prstu). Daleko od toho.

Rysy mohou být ovlivněny prostředím (velmi dobrý příklad, určení pohlaví závislé na teplotě), stochastickými (náhodnými) jevy - je známo, že se vyskytují při transkripci („čtení DNA“) nebo rozpadu mRNA (molekuly posla, které instruují protein budova) - a epigenetickými jevy. Míra, ve které je DNA aktivně čtena nebo umlčována, nezávisí zcela na DNA. Ve skutečnosti to závisí na přesném stavu buňky nebo jádra. Zhruba řečeno, buňky ve vašem mozku (např. Neurony) a buňky, které lemují vaše plíce, mají identickou DNA, ale tvarují se, vypadají, chovají se a reagují odlišně na vnější svět. Je to dáno epigenetikou, představte si to jako životní historie buňky.

Zde je analogie: čtení úplně stejné knihy může mít na lidi různé účinky. Kniha je DNA, její informace se nemění, ale osoba a její přesný stav jsou komplikovaným světem prostředí a buňkou, která používá svou DNA k nějakým účelům. PS. Hrozná analogie, ale může to pomoci.

Můj seznam není v žádném případě vyčerpávající. Doufám, že uvidíte, jak ta identická dvojčata se stejnou DNA mohou mít jiný odstín barvy kůže (opalování!), Různé otisky prstů (jemné a složité rozdíly během vývoje číslic) nebo jiný smysl pro módu (psychologie, poznávání, co máte ).


Jak se identická dvojčata zobrazují na výsledcích DNA

Zajímá vás, jak by se identická dvojčata navzájem shodovala při testu autosomální DNA? Možná si říkáte, jestli se jejich potomci budou navzájem shodovat na typických úrovních prvního bratrance?

Pokud máte ve své rodině jednovaječná dvojčata, nebo vás zajímá, jestli ano, tento příspěvek vám pomůže vědět, co hledat, pokud jde o sdílenou DNA mezi jednovaječnými dvojčaty a jejich potomky.

Tato otázka se tak často objevuje na sociálních médiích, v mé doručené poště a jinde na internetu & ndash, takže jsem usoudil, že příspěvek na toto téma je na místě.


Geny identických dvojčat nejsou totožné

Jednovaječná dvojčata jsou identická, že? Koneckonců pocházejí pouze z jednoho oplodněného vajíčka, které obsahuje jeden soubor genetických instrukcí neboli genomu, vytvořeného kombinací chromozomů matky a otce.

Ale zkušenosti ukazují, že jednovaječná dvojčata jsou jen zřídka úplně stejná. Až donedávna byly jakékoli rozdíly mezi dvojčaty do značné míry přisuzovány vlivům prostředí (jinak známé jako „živost“), ale nedávná studie této víře odporuje.

Genetik Carl Bruder z University of Alabama v Birminghamu a jeho kolegové těsně porovnali genomy 19 sad dospělých jednovaječných dvojčat. V některých případech se DNA jednoho dvojčete lišila od DNA druhého v různých bodech jejich genomů. V těchto místech genetické divergence jeden nesl jiný počet kopií stejného genu, což je genetický stav nazývaný varianty počtu kopií.

Lidé obvykle nosí dvě kopie každého genu, jednu zděděnou od každého rodiče. "V genomu však existují oblasti, které se od tohoto pravidla dvou kopií odchylují, a tam máte varianty počtu kopií," vysvětluje Bruder. Tyto oblasti mohou nést kdekoli od nuly do více než 14 kopií genu.

Vědci již dlouho používají dvojčata ke studiu rolí přírody a výchovy v lidské genetice a toho, jak každé z nich ovlivňuje onemocnění, chování a podmínky, jako je obezita. Bruderova zjištění však naznačují nový způsob studia genetických a environmentálních kořenů nemoci.

Například jednomu dvojčátku v Bruderově studii chyběly některé geny na konkrétních chromozomech, které naznačovaly riziko leukémie, kterou skutečně trpěl. To druhé dvojče ne.

Bruder se proto domnívá, že rozdíly v identických dvojčatech lze použít k identifikaci konkrétních genetických oblastí, které se shodují se specifickými chorobami. Dále plánuje prozkoumat vzorky krve z dvojčat, z nichž pouze jeden trpí astmatem nebo psoriázou, aby zjistil, zda najde změny počtu kopií genů, které se týkají některého z těchto onemocnění.

Výsledek by také mohl zpochybnit mnoho zjištění předchozích studií dvojčat, která předpokládala, že identická dvojčata byla skutečně identická, poznamenává Bruder. „Je docela nepravděpodobné, že by výrazně změnili jakýkoli doposud zjištěný výsledek,“ namítá Kerry Jang, psycholožka z University of British Columbia ve Vancouveru, která vede největší kanadskou studii dvojčat. „Naše modely můžeme upravit tak, aby zohledňovaly [genetické rozdíly] stejným způsobem, jakým jsme upravili různá prostředí. & quot

Objev této genetické variace dává naději na nejasný, ale naléhavý problém v případě podezřelého ze zločinu, který je identickým dvojčetem. „Pokud je jedno dvojče podezřelé a nelze zjistit, kde se nachází druhé dvojče, pak porota často zůstane bez schopnosti najít vinu bez rozumných pochybností“ v případech, které se opírají o důkazy DNA, říká Frederick Bieber, patolog z Harvard Medical Škola.

„Pokud se problém s dvojčaty objeví v rámci vyšetřování trestného činu, je možné, že pokud existují [varianty počtu kopií], které se liší mezi dvěma dvojčaty, které by mohly pomoci to vyřešit,“ říká Bieber.

Vzhledem k tomu, že v samotné databázi usvědčených pachatelů Virginie je 80 párů identických dvojčat, nemusí to být tak malý problém, jak by se mohlo zdát. A taková genetická variabilita je důležitá i pro celou populaci.

Bruder spekuluje, že taková variace je přirozený jev, který se hromadí s věkem u každého. „Věřím, že genom, se kterým jste se narodili, není genom, se kterým zemřete, a přinejmenším ne pro všechny buňky ve vašem těle,“ říká.

Charles Lee, genetik z nemocnice Brigham and Women & rsquos Hospital v Bostonu, souhlasí. Genetické variace mohou nastat po přerušení dvojitého řetězce DNA při vystavení ionizujícímu záření nebo karcinogenům. „Připomíná nám to, abychom byli na své prostředí opatrní, protože naše prostředí může pomoci změnit náš genom,“ říká.

Navíc tyto variace mohou předpovídat nemoci související s věkem. Lee dodává: „Jak stárnete a pomáháte, vaše šance na genomové přeskupení, které způsobí určitou nemoc, se neustále zvyšuje. & Quot

Rozdíly mezi jednovaječnými dvojčaty se s přibývajícím věkem zvětšují, protože se hromadí změny vyvolané životním prostředím. Podle Bruderovy studie však dvojčata mohou také začít svůj život odlišností, což zpochybňuje jejich samotné jméno.

„Možná bychom jim neměli říkat jednovaječná dvojčata,“ říká Harvardův Bieber. „Měli bychom jim říkat„ jednovaječná dvojčata “


Tvrzení: Jednovaječná dvojčata mají identickou DNA

Jedná se o základní princip lidské biologie, který se vyučuje všude na základních školách: Jednovaječná dvojčata pocházejí ze stejného oplodněného vajíčka, a proto sdílejí identické genetické profily.

Ale podle nového výzkumu, ačkoli identická dvojčata sdílejí velmi podobné geny, identická nejsou. Tento objev otevírá nové chápání toho, proč se dva lidé, kteří pocházejí ze stejného embrya, mohou lišit ve fenotypu, protože biologové odkazují na fyzický projev člověka.

Nová zjištění se objevují v březnovém čísle The American Journal of Human Genetics, ve studii, kterou provedli vědci z University of Alabama v Birminghamu a univerzit ve Švédsku a Nizozemsku. Vědci zkoumali geny 10 párů monozygotních nebo identických dvojčat, včetně 9 párů, u nichž jedno dvojče vykazovalo známky demence nebo Parkinsonovy choroby a druhé ne.

Již dlouho je známo, že jednovaječná dvojčata vyvíjejí rozdíly, které vyplývají z prostředí. A v posledních letech se také ukázalo, že některé jejich rozdíly mohou pramenit z unikátních změn v takzvaných epigenetických faktorech, chemických značkách, které se váží na geny a ovlivňují jejich expresi - v některých případech zpomalením nebo zavřením geny vypnuty a v jiných zvýšením jejich produkce.

Tyto epigenetické změny - které se hromadí po celý život a mohou vyplývat z věcí, jako je strava a tabákový kouř - se mimo jiné podílejí na rozvoji rakovinných a behaviorálních rysů, jako je strach a sebevědomí. Epigenetické markery se u jedné osoby velmi liší, ale identická dvojčata byla stále považována za geneticky identická, protože epigenetika ovlivňuje pouze expresi genu a nikoli základní sekvenci samotného genu.

"Když jsme zahájili tuto studii, lidé očekávali, že se mezi dvojčaty bude výrazně lišit pouze epigenetika," řekl Jan Dumanski, profesor genetiky na University of Alabama v Birminghamu a autor studie. "Ale to, co jsme zjistili, jsou změny na genetické úrovni, samotná sekvence DNA."

Specifické změny, které Dr. Dumanski a jeho kolegové identifikovali, jsou známy jako variace počtu kopií, ve kterých existuje gen ve více kopiích nebo chybí sada kódujících písmen v DNA. Není však známo, zda k těmto změnám u identických dvojčat dochází na embryonální úrovni, jak dvojčata stárnou, nebo obě.

"Variace počtu kopií byly objeveny teprve před několika lety, ale jsou nesmírně důležité," řekl Dr. Carl Bruder, další autor studie na univerzitě. U lidí byly ukázány určité varianty kopií, které poskytují ochranu před nemocemi, jako je AIDS, zatímco u jiných se věří, že přispívají k autismu, lupusu a dalším stavům. Studiem párů jednovaječných dvojčat, u nichž jeden sourozenec onemocní a druhý ne, by vědci měli být schopni snadněji identifikovat geny zapojené do nemoci.

John Witte, profesor genetické epidemiologie na Kalifornské univerzitě v San Francisku, uvedl, že zjištění byla součástí rostoucího zaměření na genetické změny poté, co byla vytvořena rodičovská šablona. Tento a další výzkum, řekl Dr. Witte, ukazuje, že „máte trochu více genetických variací, než se dříve myslelo“.

Mezitím může být potřeba aktualizovat mnoho učebnic biologie.

Dr. Dumanski například poukázal na to, že když se jeho studie chystala do tisku, na webových stránkách Národního institutu pro výzkum lidského genomu, skupiny, která financovala vládní projekt na dekódování lidského genomu, lze nalézt následující prohlášení: „ Většina DNA jedné osoby, asi 99,9 procenta, je přesně stejná jako DNA jakékoli jiné osoby. (Jednovaječná dvojčata jsou výjimkou, se stoprocentní podobností). “


Některá identická dvojčata nemají identickou DNA

Stejná dvojčata byla považována za geneticky stejná, ale nová studie zjistila, že tomu tak není vždy.

Kumacore/Getty Images Plus

Sdílet toto:

7. ledna 2021 ve 12:22

Jednovaječná dvojčata nakonec nemusí být kopiemi uhlíku na úrovni DNA.

Vědci uvádějí, že v průměru se identická dvojčata liší o 5,2 genetických změn Přírodní genetika. Zjištění je důležité, protože jednovaječná dvojčata - nazývaná také jednovaječná dvojčata, protože pocházejí z jednoho oplodněného vajíčka - se často zkoumají, aby se zjistilo, zda konkrétní rysy, nemoci nebo podmínky vyplývají z genetiky nebo z vlivů prostředí. Identická dvojčata byla považována za geneticky stejná, takže rozdíly v jejich zdraví byly považovány za produkt jejich prostředí. Nové zjištění naznačuje, že za rozdíly mezi dvojčaty mohou také některé genetické změny.

Vědci na Islandu rozluštili kompletní genetickou výbavu neboli genom 381 párů identických dvojčat. Z nich bylo 38 párů navzájem genetickými duplikáty, ale většina měla určité rozdíly v DNA, které pravděpodobně vyvstaly velmi brzy ve vývoji, buď těsně před rozdělením jednoho embrya na dva nebo krátce po rozdělení. Některá z dvojčat měla mnoho genetických rozdílů, včetně 39 párů, u nichž došlo k více než 100 změnám mezi dvojčaty.

Vzory mutací mezi dvojčaty naznačují, že embrya se nerozdělují úhledně, když se tvoří dvojčata, naznačují zjištění. Některá dvojčata mohou vzniknout, když se z embrya oddělí jedna buňka nebo malá skupina buněk. Počet buněk, ze kterých pochází dvojče, může určovat, jak jsou geneticky odlišní od svého dvojčete, přičemž nerovnoměrnější rozdělení embrya vede k většímu počtu rozdílů mezi dvojčaty.

Otázky nebo komentáře k tomuto článku? Napište nám e-mail na adresu [email protected]

Verze tohoto článku se objeví ve vydání z 30. ledna 2021 Vědecké zprávy.

Citace

H. Jonsson a kol. Rozdíly mezi zárodečnými genomy monozygotních dvojčat. Přírodní genetika. Publikováno online 7. ledna 2021. doi: 10,1038/s41588-020-00755-1.


Jak nám identická dvojčata pomáhají porozumět epigenetickým faktorům u revmatoidní artritidy

Protože mají identické genomy, jednovaječná dvojčata jsou ideálními subjekty pro studium účinků epigenetických modifikací - změn v DNA, které kontrolují expresi genů, ale nikoli samotné sekvence DNA. Nedávno publikovaná studie v Genomová medicína podíval se na 79 párů identických dvojčat, kde jedno mělo revmatoidní artritidu, ale jiné ne, aby prozkoumalo možné epigenetické faktory spojené s tímto stavem.

Revmatoidní artritida je běžné a komplexní autoimunitní onemocnění, které může mít obrovský dopad na kvalitu života lidí, kteří jí trpí. Je známo mnoho faktorů, které ovlivňují vývoj a progresi onemocnění, včetně genetických a environmentálních faktorů, jako je kouření.

V posledních letech bylo identifikováno více než 100 genetických variant (označovaných jako jednonukleotidové polymorfismy), které hrají roli ve vývoji revmatoidní artritidy, což však stále vysvětluje pouze malé množství příčin onemocnění.

Relativně vysoká míra nesouladu s rozvojem revmatoidní artritidy u monozygotních (geneticky identických) dvojčat naznačuje, že faktory životního prostředí hrají podstatnou roli v etiologii onemocnění. Jedním ze způsobů, jak může expozice prostředí ovlivnit onemocnění, jsou epigenetické modifikace DNA.

Epigenetické modifikace řídí, které geny jsou v konkrétní buňce nebo tkáni „zapnuty“ a „vypnuty“. To je důležité při regulaci vývoje tkáně a je rozhodující při určování buněčné identity. Epigenetické značky v DNA mohou být změněny mnoha různými věcmi, včetně faktorů prostředí, jako je dieta, cvičení a kouření. Zatímco mnoho epigenetických změn je normálních a dochází k nim během zdravého vývoje a stárnutí, epigenetika může být narušena i při nemocech.

Studium dvojčat nám umožnilo jasně vidět změny methylace DNA, protože si můžeme být jisti, že nejsou zmateni rozdíly v sekvenci DNA.

Abychom zjistili, zda byla u revmatoidní artritidy narušena epigenetika, porovnali jsme vzor jednoho typu epigenetické modifikace, metylace DNA, u lidí s tímto onemocněním se zdravými lidmi. Udělali jsme to tak, že jsme se podívali na epigenom 79 párů monozygotních (identických) dvojčat, u nichž jeden jedinec měl revmatoidní artritidu a druhý byl zdravý.

Toto je ideální nastavení v epigenetickém výzkumu, protože epigenetické vzorce mohou být ovlivněny základní sekvencí DNA. Studium dvojčat nám umožnilo jasně vidět změny methylace DNA, protože si můžeme být jisti, že nejsou zmateni rozdíly v sekvenci DNA. Monozygotická dvojčata mají v zásadě identické genomy, ale různé epigenomy.

V této studii jsme zjistili, že vzorce methylace DNA u dvojčat s revmatoidní artritidou byly variabilnější na 1 171 místech, což znamená, že byly méně předvídatelné a stabilní než profily methylace u zdravých dvojčat. To by mohlo představovat narušení epigenetiky, které je buď příčinou revmatoidní artritidy, nebo to může být důsledek toho, že lidé měli onemocnění již delší dobu.

Zejména jsme zjistili, že změny methylace DNA byly pozorovány v genech zapojených do drah v buňce, které řídí reakci buněk na stres. Buněčný stres může být způsoben mnoha faktory, včetně expozice, jako je kouření. Věříme, že tyto změny v methylaci DNA mohou změnit způsob, jakým imunitní buňky reagují na stres, který buňky senzibilizuje, což způsobuje zvýšenou imunitní aktivitu, což následně vede k progresi onemocnění.

Porovnali jsme tyto značky s epigenetickým narušením, které bylo identifikováno u diabetu 1. typu, a zjistili jsme, že tyto dvě nemoci sdílejí určité epigenetické změny. To naznačuje, že by mohly existovat společné faktory, které ovlivňují epigenom, přispívající k oběma těmto autoimunitním chorobám.

V budoucnu by tato zjištění mohla poskytnout vhled do toho, jak by bylo možné léčbu revmatoidní artritidy léčit nebo dokonce lépe zabránit jejímu rozvoji.


Dvojčata a rakovina: příroda, výchova nebo něco jiného?

Je naše rakovina důsledkem přírody nebo výchovy? Jsme oběťmi chybné DNA, nad kterou nemáme žádnou kontrolu? Nebo životní styl a faktory životního prostředí, které můžeme změnit? Nebo existuje ještě třetí možnost?

Epigenetika je studie této třetí možnosti. Tato poměrně nová věda pokrývá proces, kterým by výchova mohla ovlivnit přírodu. To znamená, že dieta a cvičení mohou ve skutečnosti změnit způsob, jakým naše DNA ovlivňuje naše tělo. Je to složitý nový obor a vědci mají dokonce problém ho definovat.

Jedním ze způsobů, jak to ilustrovat, je život dvojčat.

Podle teorie vlivu přírody nás utvářejí geny, se kterými jsme se narodili - dvojčata oddělená při narození vyrůstají, aby žili podivně podobné životy, sdíleli manželskou historii, kriminální minulost, dokonce i sportovní schopnosti a nemoci. Teorie vlivu výchovy však tvrdí, že nás formuje prostředí - naše ekonomické postavení, zapojení rodičů, vystavení konkrétním rizikům, dieta, cvičení atd.

Epigenetika však ukazuje, že faktory životního prostředí mohou ve skutečnosti ovlivňovat naše geny a mění naše genetické procesy tak, abychom byli více či méně náchylní k nemocem. Výzkum publikovaný v PLOS Genetics o vlivu diety a cvičení na vývoj rakoviny prsu demonstruje tuto epigenetickou složku.

Dvojčata sdílejí stejnou DNA, což může u jednoho zvýšit pravděpodobnost rakoviny prsu, pokud je u druhého diagnostikována tato nemoc.

Jednovaječná dvojčata se vytvářejí ze stejného vejce a začínají v děloze se stejnou DNA, když se vejce rozdělí na dvojčata, DNA se také rozdělí a nemusí se dělit rovnoměrně, což znamená, že ani identická dvojčata nemají identickou DNA. Bratrská dvojčata se vyvíjejí ze dvou různých vajec, a tak sdílejí DNA tak, jak to dělají všichni sourozenci.

To je argument přírody.

Ale ne všechna dvojčata sdílejí rakovinu - nebo jakoukoli nemoc. Je běžné, že jedno dvojče onemocní vážnou nemocí, která mu zcela chybí. Toto je výživný argument - pokud dvojčata sdílejí DNA, ale nesdílejí rakovinu, musí mít prostředí určitý vliv.

Vydání National Geographic z ledna 2012 obsahuje titulní příběh o epigenetice a dvojčatech a některé poutavé příběhy, které ukazují, jak nepředvídatelná nemoc může být i pro lidi se sdílenou DNA. A že nepředvídatelnost je jedním z motivátorů studia epigenetiky.

Jak popisuje spisovatel National Geographic Peter Miller:

Pokud uvažujete o naší DNA jako o obrovské klavírní klávesnici a o našich genech jako klávesách - každá klávesa symbolizuje segment DNA zodpovědný za konkrétní notu nebo vlastnost a všechny klávesy, které nás spojují, abychom byli tím, kým jsme - pak epigenetické procesy určují, kdy a jak lze každou klávesu zasáhnout, změna přehrávané melodie.

Jedním ze způsobů, jak studium epigenetiky přináší revoluci v našem chápání biologie, je odhalení mechanismu, kterým prostředí přímo ovlivňuje geny. Studie na zvířatech například ukázaly, že když krysa během těhotenství zažívá stres, může způsobit u plodu epigenetické změny, které vedou k problémům s chováním, když hlodavec roste. Jiné epigenetické změny se objevují náhodně - vrhnutí opičího klíče do motoru přírody versus výchova. Normální jsou ještě další epigenetické procesy, jako například ty, které vedou embryonální buňky, například buňky srdce, mozku nebo jater.

Epigenetický výzkumník Alejandro Burga a jeho kolegové, píšící v časopise Nature, se podívali na to, proč by stejná genetická mutace mohla na lidi působit odlišně, pomocí informací z Centra pro genomovou regulaci v Barceloně ve Španělsku. Burga vysvětluje, že identické buňky neexistují:

V posledním desetiletí jsme studiem velmi jednoduchých organismů, jako jsou bakterie, zjistili, že genová exprese - rozsah, v jakém je gen zapnutý nebo vypnutý - se mezi jednotlivci velmi liší, a to i bez genetických a environmentálních variací. Dvě buňky nejsou zcela totožné a někdy tyto rozdíly mají svůj původ v náhodných nebo stochastických procesech.

Přestože se identická dvojčata mohou jevit jako identická a přestože jsou si geneticky blízká, jako mohou být dva lidé, zůstávají jedinci na buněčné úrovni. Jeden může být více náchylný k rakovině než druhý i bez rozdílů v prostředí.

Co to tedy je: Příroda? Živit? Oba? Ani?

Zdá se, že jde o komplexní kombinaci všeho výše uvedeného, ​​přičemž naše rakoviny jsou stejně jedinečné jako my.

Zlepšení naší stravy a cvičení bylo jistě prokázáno ve více studiích, které snižují naše riziko rakoviny prsu. Někdy však environmentální rizika, kvůli nimž je jedno dvojče náchylnější k nemocem, nejsou pod jejich kontrolou více než jejich DNA. Například způsob, jakým se plody vyvíjejí v děloze, může zlepšit zdraví jednoho dvojčete, zatímco ohrožuje zdraví druhého. A někdy tato malá variace v DNA mezi dvojčaty dělá rozdíl v náchylnosti k rakovině.

Epigenetika, i když neodpovídá na otázku, co způsobuje rakovinu, nás naprosto přibližuje.

• Další pohled na epigenetiku: Může lidská DNA pomoci při zalesňování?


SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

TWINS: VYSVĚTLENO

Dvojčata jsou dva jedinci, kteří se tvoří ve stejné děloze. Existuje několik různých druhů:

1. Bratrská dvojčata (neidentická)

Ty tvoří dvě třetiny dvojčat.

Dvě vajíčka jsou oplodněna dvěma spermiemi a obě implantována do stěn dělohy současně.

Tato vejce se tvoří odděleně, v oddělených váčcích sousedících navzájem.

Sdílejí 50 procent své DNA, stejně jako s ostatními sourozenci, kteří nejsou dvojčaty.

Mohou to být různá pohlaví, ačkoli většina (kolem 60 procent) jsou dvojčata stejného pohlaví.

Výzkum naznačuje, že bratrská dvojčata běží v rodinách, obvykle po mateřské linii.

Jedno vajíčko je oplodněno jednou spermií a vloženo do stěny dělohy.

Ale v určitém okamžiku se rozdělí z jedné zygoty na dvě.

Ne vždy sdílejí stejný plodový vak, ale vždy sdílejí stejnou placentu.

Ty, které sdílejí stejný amniotický vak, jsou známé jako monoamniální, zatímco ty, které mají vlastní, jsou diamniotické.

Většina identických dvojčat se rozdělila do osmi dnů od početí.

Ta, která se rozdělila na osm až 12 dní, jsou známá jako mono -mono dvojčata - neuvěřitelně vzácná.

Ti, kteří se rozdělí po 12 dnech, bývají spojeni.

Jednovaječná dvojčata - nebo jednovaječná (MZ) dvojčata - mohou vycházet ze stejného vajíčka, ale každá si při vývoji bere své vlastní mutace.

Právě tyto mutace by mohly pomoci odhalit, kdo v páru je vázán na daný vzorek DNA.

Přesně to by vyžadovalo „genomové hledání těch několika mutací, ke kterým dochází během raného embryonálního vývoje, a proto by bylo možné rozlišovat mezi dvojčaty MZ v pozdějším věku,“ tvrdí vědci.

Hlavní autor Michael Krawczak již léta zkoumá možnost srovnání unikátních mutací dvojčat a v roce 2012 publikoval soubor počátečních výpočtů k urovnání hypotetického sporu o otcovství.

Tým z Eurofins Scientific v Bruselu se poté výzkumu ujal a sám jej otestoval pomocí DNA od dvojice identických dvojčat dobrovolníků a manželky a dítěte jednoho z mužů, uvádí New York Times.

A jako důkaz koncepce této techniky byli vědci schopni rozlišit mezi otcem a strýcem dítěte porovnáním jejich celých genomů.

Tým Krawczak nyní zveřejnil obecný matematický rámec pro zálohování metody, což je krok směrem k jejímu použití ve forenzních vyšetřováních.

Experti však poznamenávají, že je to stále v raných fázích a bude vyžadovat mnohem více testování, než bude přijato soudy.

Steven A. McCarroll, genetik z Harvardské lékařské fakulty, který se do studie nezapojil, řekl NYT: „Bylo by opravdu hezké vědět, že bychom mohli tento druh analýzy provádět znovu a znovu a nikdy se nemýlit.“


Jednovaječná dvojčata mohou sdílet více než identické geny: Molekulární podobnost

Mezinárodní skupina výzkumníků objevila nový fenomén, který se vyskytuje u jednovaječných dvojčat: nezávisle na jejich identických genech sdílejí další úroveň molekulární podobnosti, která ovlivňuje jejich biologické vlastnosti. Vědci navrhují mechanismus, který by vysvětlil další úroveň podobnosti a ukázal, že je spojena s rizikem rakoviny v dospělosti. Výsledky se objeví v deníku Biologie genomu.

"Charakteristiky jednotlivce závisí nejen na genech zděděných od rodičů, ale také na epigenetice, která odkazuje na molekulární mechanismy, které určují, které geny budou zapnuty nebo vypnuty v různých typech buněk. Pokud na něčí DNA pohlížíme jako na počítačový hardware, epigenetika je software, který určuje, co počítač dokáže, “řekl vedoucí autor Dr. Robert A. Waterland, docent pediatrie - výživy ve Výzkumném centru dětské výživy USDA/ARS a dětské nemocnici v Texasu a molekulární a lidské genetiky na Baylor College of Medicine.

Epigenetika funguje tak, že do genů přidává nebo odebírá chemické značky, aby označila, které by měly být použity v různých typech buněk. Jednou z lépe studovaných značek, o nichž je známo, že hrají důležitou roli ve vývoji a rakovině, je methylová chemická skupina. Zde ve velké skupině dvojic identických a bratrských dvojčat studovali Waterland a jeho kolegové skupinu genů nazývaných metastabilní epiallely. Předchozí práce naznačovaly, že methylové značky jsou náhodně přidávány k metastabilním epialleám během raného embryonálního vývoje a udržovány po celý život.

„Očekávali jsme, že vzory methylových značek přidaných k metastabilním epialleám budou stejně náhodné u identických dvojčat a bratrských dvojčat,“ řekl Waterland. "Místo toho jsme zjistili, že methylační vzorce se téměř dokonale shodovaly u jednovaječných dvojčat, což je stupeň podobnosti, který nelze vysvětlit dvojčaty sdílejícími stejnou DNA. Tomuto jevu říkáme 'epigenetická super podobnost'."

Jednovaječná dvojčata se tvoří, když se velmi rané embryo - v podstatě koule buněk - rozdělí na dvě části a každé se dále vyvíjí v samostatnou lidskou bytost. Autoři navrhli a testovali jednoduchý model k vysvětlení epigenetické super podobnosti.

„Pokud jsou v této skupině genů stanoveny epigenetické markery dříve, než se embryo rozdělí na dvě části, pak budou markery stejné u obou dvojčat,“ řekl Waterland. "V podstatě obě dvojčata dědí intimní molekulární paměť jejich sdíleného vývojového dědictví jako jediného jedince. Na druhou stranu geny, ve kterých jsou epigenetické markery nastaveny po rozdělení embryí, mohou mít mezi těmito dvojčaty větší epigenetické rozdíly."

Připojení k rakovině

Zdá se, že epigenetická super podobnost se vyskytuje v relativně malé skupině genů, ale jak vědci zjistili, mnoho z nich je spojeno s rakovinou. Aby vědci v Houstonu otestovali, zda tyto epigenetické markery mohou ovlivnit riziko rakoviny, spojili se s rakovinovými epidemiology, kteří v Melbourne v Austrálii vedou studii Cancer Council Victoria's Melbourne Collaborative Cohort Study v australském Melbourne. V devadesátých letech byla tato velká studie zřízena za účelem posouzení různých rizikových faktorů rakoviny.

"Analýzou vzorků DNA periferní krve od zdravých dospělých v naší studii jsme dokázali, že methylace v epigeneticky nadpozemských genech je spojena s rizikem následného vývoje několika typů rakoviny, včetně rakoviny plic, prostaty a kolorektálního karcinomu," řekl Dr. Roger Milne, docent a vedoucí epidemiologie rakoviny na Cancer Council Victoria a autor studie.

Tato studie ukazuje, že na epigenetické úrovni jsou si identická dvojčata navzájem více podobná, než se dříve uznávalo.

„Naše zjištění by měla vyvolat přehodnocení předchozích genetických studií na dvojčatech,“ řekl Waterland. „Vědci po celá desetiletí studovali geneticky identická dvojčata, aby odhadli, jaký podíl rizika onemocnění určují něčí geny. Do té míry, jak epigenetická supersimilita ovlivňuje riziko onemocnění, jak ukazují naše výsledky, byly odhady genetického rizika založené na studiích dvojčat nafouknuty.“ "


Role epigenetiky

Kromě toho lze geny zapínat a vypínat v různých buňkách. Ve skutečnosti musí být. Pokud by byly všechny naše geny zapnuty po celou dobu ve všech našich buňkách, pak bychom nebyli schopni pěstovat různé typy tkání a orgánů z jediné sady biologických instrukcí.

Jedním z hlavních procesů zapínání a vypínání genů je epigenetický proces známý jako methylace DNA. Tím, že kontrolujeme, které geny jsou zapnuty nebo vypnuty v dané buňce, jsme schopni pěstovat ledviny, srdce, kůži atd. A kontrolovat, jak se tyto buňky chovají a jak vypadají.

Značky methylace DNA mohou být děděny napříč generacemi, ale stejně tak mohou být pozměněny relativně krátkodobými podněty, jako je cvičení nebo výživa. Ještě důležitější je, že existují důkazy, že geny zapojené do kontroly barvy očí, kůže a vlasů podléhají této epigenetické kontrole.

Ať už tedy měli v děloze jinou zkušenost - například jedno dvojče přijímající více živin díky lepšímu spojení s placentou - nebo zda došlo k nějaké šanci epigenetického přeprogramování, zdá se pravděpodobné, že epigenetika bude hrát roli při vysvětlování rozdílu v vystoupení Amelia a Jasmine.

Ačkoli je možné pozvednout několik obočí, když jsou Amelia a Jasmine popsány jako identická dvojčata, biologicky jsou identická jako jakýkoli jiný pár identických dvojčat. Rozdíly mezi nimi jsou jen vizuálně nápadnější.


Podívejte se na video: ДНК: Украденные близнецы? (Listopad 2021).