Šķiet, ka uz visiem identiskajiem dvīņiem ir slēpts ķīmiskais paraksts

(Nikola Briede/Unsplash)

Identiski dvīņi rodas no vienas olšūnas, kas sadalās un rada divus embrijus, bet attīstības laikā viens dvīnis dažreiz “pazūd”, atstājot pasaulē tikai vienu mazuli.

Tagad jauns pētījums liecina, ka jūsu DNS var atklāt, vai jūs sākāt kā identisks dvīnis dzemdē, pat ja jūsu dvīnis pazuda ilgi pirms jūsu dzimšanas.

Jaunajā pētījumā, kas publicēts otrdien (28. septembrī) žurnālā Dabas sakari , pētnieki pietuvināja tā saukto epiģenētisks modifikācijas, kas atrodamas dvīņu DNS.



Termins 'epiģenētisks' attiecas uz faktoriem, kas var 'ieslēgt' vai 'izslēgt' gēnus, nemainot to pamatā. DNS secība. Piemēram, mazas molekulas, ko sauc par metilgrupām, var pieķerties pie konkrētiem gēniem kā līmlapiņas un neļaut šūnai nolasīt šos gēnus, tādējādi tos efektīvi izslēdzot.

Saskaņā ar jauno pētījumu identisku dvīņu DNS ir izrotāta ar raksturīgu lipīgu metilgrupu modeli. Autori atklāja, ka šis modelis aptver 834 gēnus, un to var izmantot, lai atšķirtu identiskos dvīņus gan no dvīņiem, gan no nedvīņiem. Un faktiski, pamatojoties uz šiem rezultātiem, komanda izstrādāja datora algoritmu, kas var droši identificēt identisku dvīni, pamatojoties tikai uz metilgrupu atrašanās vietu visā to DNS.

Teorētiski šāds rīks varētu arī pamanīt kādu, kuram bija pazūdošs dvīnis, lai gan jaunajā pētījumā šī ideja netika pārbaudīta.

Saistīts: Redzot dubultā: 8 aizraujoši fakti par dvīņiem

Būtībā šis metilgrupas modelis ir sava veida 'molekulārā rēta', kas palikusi no identisku dvīņu agrīnas embrija attīstības, sacīja Roberts Voterlends, Pediatrijas un ģenētikas profesors Beiloras Medicīnas koledžā, kurš nebija iesaistīts jaunajā pētījumā.

Viņš teica, ka 'autori ir atklājuši monozigotiskās sadraudzības epiģenētisko parakstu', kas nozīmē sadraudzību, kas izriet no vienas apaugļotas olšūnas vai zigotas.

Šajās metilgrupās pārklātajiem gēniem ir dažādas lomas šūnu attīstībā, augšanā un adhēzijā, kas nozīmē, ka tie palīdz šūnām pielipt vienai pie otras. Tomēr, pamatojoties uz pašreizējo pētījumu, nav skaidrs, kā šie metilētie gēni varētu ietekmēt identisku dvīņu augšanu, attīstību vai veselību, sacīja Voterlends.

Pētot šīs agrīnās attīstības rētas, autori vēlējās labāk izprast, kāpēc vispirms notiek identiska sadraudzība. Zinātnieki zina, ka zigota sadalās noteiktā attīstības punktā, taču tas ir bijis noslēpums, kāpēc šķelšanās dažreiz notiek.

'[Pētījumu] noteica fakts, ka mēs ļoti maz zinājām, kāpēc rodas monozigotiski dvīņi,' sacīja pirmā autore Dženija van Dongena, Amsterdamas Vrije universitātes (VU) Bioloģiskās psiholoģijas katedras docente.

Aptuveni 12 procenti cilvēku grūtniecību sākas kā daudzaugļu grūtniecība, bet mazāk nekā 2 procenti tiek iznēsāti, kas nozīmē, ka pārējās izraisa tā saukto izzūdošo dvīņu, liecina 1990. gada ziņojums. Starptautiskais auglības un sterilitātes žurnāls .

Kopumā gadījumos, kad abi dvīņi sasniedz termiņu, dvīņi parasti ir biežāk sastopami nekā identiski.

Par to liecina pierādījumi ģenētika ietekmē mātes iespējamību dzemdēt dvīņus, kas notiek, ja divas olas tiek apaugļotas vienlaikus. Piemēram, pētījumi liecina, ka brāļu sadraudzība var notikt ģimenēs un šķiet, ka ir iesaistīti hiperovulācijā iesaistītie gēni, sacīja van Dongens.

Salīdzinājumam, identisko dvīņu izplatība ir diezgan konsekventa visā pasaulē, kas notiek aptuveni 3 līdz 4 no katriem 1000 dzimušajiem, kas liecina, ka ģenētika šo parādību neizraisa. Jautājums ir, ko dara?

'Tas patiešām ir noslēpums attīstības bioloģijā,' sacīja vecākā autore Dorreta Boomsma, VU Amsterdamas Bioloģiskās psiholoģijas katedras profesore.

Komanda domāja, vai šī noslēpuma risinājums varētu būt iekodēts metilgrupās, kas rotā cilvēka DNS, jo molekulas palīdz kontrolēt embriju attīstību tās agrīnākajās stadijās. Pateicoties īpašajām olbaltumvielām, ko sauc par metiltransferāzēm, mūsu DNS izstrādes procesā pievienotās metilgrupas tiek kopētas, jo mūsu šūnas turpina dalīties, kas nozīmē, ka tās var pieķerties pieauguša cilvēka vecumam.

Jaunajam pētījumam komanda ieguva epiģenētiskos datus no sešām lielām dvīņu grupām, kopumā vairāk nekā 6000 indivīdu. Kohortās bija gan identiski dvīņi, gan brāļu dvīņi, kā arī daži šo personu ģimenes locekļi, kas nav dvīņi. Iekļaujot brālīgos dvīņus, komanda varēja pārbaudīt, vai identiskos dvīņos novērotie epiģenētiskie modeļi viņiem patiešām ir unikāli un nav raksturīgi visu veidu dvīņiem.

Saistīts: Bērna piedzimšana: grūtniecības posmi pa trimestriem

Lielākā daļa DNS metilēšanas datu tika iegūti no asinis paraugi, kas savākti no pieaugušajiem, bet viena datu kopa sastāvēja no bērnu vaigu uztriepju paraugiem. Un visos paraugos komanda atrada vienādus atšķirīgus metilēšanas modeļus identiskā dvīņu DNS.

'Fakts, ka viņi redz vienas un tās pašas lietas šajās šūnās, ir pārliecinošs,' jo tas liecina, ka modelis nav raksturīgs vienam šūnu veidam, sacīja Voterlends.

Tas nozīmē, ka indikatora metilēšana notika ļoti agrīnā attīstības stadijā, pirms specializētiem audiem, piemēram, sirds vai plaušas , sāka veidoties. Kad metilgrupas šajā posmā pielīp pie DNS, metiltransferāzes nodod molekulas uz visām nākamajām meitas šūnām neatkarīgi no tā, kāda veida šūnas tās galu galā kļūst.

Tā kā dažās datu kopās bija iekļauti DNS paraugi, kas savākti vairākos laika punktos, komanda varēja vēlreiz pārbaudīt, cik stabili šie metilēšanas modeļi bija vairākus gadus. 'Viņi atklāja, ka šie metilēšanas stāvokļi indivīdam ir ļoti stabili', kas vēl vairāk nostiprina domu, ka šīs metilgrupas varētu saglabāties no apaugļošanas līdz pieauguša cilvēka vecumam, sacīja Voterlends.

'Šķiet, ka kaut kas notiek ļoti agrīnā attīstības stadijā, un tas joprojām ir ierakstīts dažādu mūsu ķermeņa šūnu tipu metilēšanas shēmā,' sacīja van Dongens. 'Tas paliek arhivēts mūsu kamerās.'

Tomēr pagaidām nav skaidrs, kāda ir šo metilgrupu precīzā ietekme uz gēnu ekspresiju (gēna ieslēgšanu vai izslēgšanu), vai arī metilēšanas modelis ir identiskas sadraudzības cēlonis, sekas vai blakusprodukts. atzīmēja.

'Lai patiešām saprastu precīzus soļus, kas notiek agrīnā embrionālajā attīstībā, kas noved pie monozigotisko dvīņu veidošanās, mums patiešām ir nepieciešami funkcionāli pētījumi,' sacīja van Dongens, atsaucoties uz pētījumiem par to, kā šīs izmaiņas ietekmē faktiskās šūnas.

Komanda plāno veikt šādus pētījumus, izmantojot dzīvnieku modeļus un cilvēka šūnas laboratorijas traukos; viņi var izmantot arī cilvēka embrija modeļus pazīstami kā blastoīdi .

Nākotnē komanda varētu arī izpētīt lielāku genoma epiģenētisko modifikāciju paraugu, lai noskaidrotu, vai metilēšanas modelis pārsniedz jau identificētos 800 nepāra gēnu, sacīja Voterlends.

Viņš teica, ka jaunais pētījums aptvēra simtiem tūkstošu potenciālo metilgrupu pielipšanas punktu, taču ir vēl daudz ko pārbaudīt.

Saistīts saturs:

7 slimības, par kurām varat uzzināt, veicot ģenētisko testu

Ģenētika pēc skaitļiem: 10 aizraujošas pasakas

10 pārsteidzošas lietas, ko zinātnieki tikko paveica ar CRISPR

Šo rakstu sākotnēji publicēja Dzīvā zinātne . Izlasi oriģinālo rakstu šeit .

Populārākas Kategorijas: Dabu , Tech , Telpa , Veselība , Vidi , Daba , Cilvēkiem , Skaidrotājs , Sabiedrību , Neklasificēts ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.