OVENFOR: Jon gustafsson/afkode
Enæggede tvillinger er ikke identisk med, som tidligere antaget, ifølge en undersøgelse offentliggjort i dag (januar 7) i Nature Genetics. I stedet for at have nøjagtigt de samme DNA-sekvenser, tvillinger begynder at akkumulere genetisk variation fra de tidligste udviklingsstadier, fandt forskere ved Island-baserede firma deCODE genetics, hvilket betyder, at den ene tvilling har varianter, der ikke er til stede i den anden.,
også kendt som enæggede tvillinger, fordi de udvikler sig fra et enkelt befrugtet æg, har identiske tvillinger længe været centrale for forskning i de relative virkninger af gener og miljø—aka “nature versus nurture.”Selvom alle akkumulerer nogle genetiske mutationer i løbet af deres levetid, antages forskellene i identiske tvillinger at være minimale, især når tvillinger er unge, så forskere kan studere, hvordan forskellige miljøer påvirker udviklingen af mennesker med samme genotype.,
den nye undersøgelse fokuserer specifikt på mutationer, der forekommer som eller før embryoner dannes fra massen af celler inde i blastocysten, en struktur, der implanterer i livmodervæggen. I løbet af dette udviklingsstadium kan denne indre cellemasse opdeles til at danne to separat udviklende embryoner.,
Tegning på afkode genetiske databaser til at analysere variationen i flere celler udtages fra 381 enæggede tvilling-par og deres nærmeste familie-medlemmer, forskere peget på en række mutationer, der opstod i løbet af denne fase af udviklingen i blot et medlem af hvert par, hvilket betyder, at ved fødslen, såkaldte enæggede tvillinger kan allerede adskiller sig genetisk fra hinanden.,
Kári Stefánsson, CEO og grundlægger af afkode og medforfatter på den nye undersøgelse, talte Forsker om, hvordan han og hans hold formåede at identificere disse mutationer, og om, hvad resultaterne betyder for forskning i genetik og udviklingsmæssige biologi.
forskeren: hvordan var du og dine kolleger i stand til at identificere mutationer, der var opstået specifikt under udviklingen?,
Kári Stefánsson: At være i stand til at gøre denne undersøgelse, vi havde rækkefølge genomer af enæggede tvillinger, deres forældre, deres børn og deres ægtefæller. Så det bliver en temmelig omfattende undersøgelse og en masse sekventering, du skal gøre for at være i stand til at bestemme tidspunktet og arten af mutationerne.,
Vi ved tidlige mutationer, der er specifikke for et af tvillingerne—og ved tidlige mutationer mener jeg mutationer, der skete tilstrækkeligt tidligt, at de findes i mindst nogle af individets somatiske celler, og findes også hos det individs børn, hvilket betyder, at de kommer ind i kimcellerne.
Hvis du finder dem både i de somatiske celler og i individets kimceller, ved du, at mutationen fandt sted, før det blev besluttet, at cellen skulle blive en kimcelle. Vi kalder det . . . ‘før den oprindelige kimcellespecifikation.,’Det er den vigtigste bestemmelse om at vise, at dette er en tidlig mutation.
TS: hvor forskellige var identiske tvillinger fra hinanden?
KS: de adskiller sig i gennemsnit med 5, 2 tidlige udviklingsmutationer. Men der er 15 procent af dem, der har et betydeligt antal af disse tidlige mutationer.
Vi har fundet et tvillingpar, hvor en af tvillingerne har mutationer i alle celler i hans krop, og de findes ikke i nogen celle i kroppen af den anden tvilling. Det betyder dybest set, at en af tvillingerne udelukkende er dannet af efterkommer af cellen, hvor mutationen fandt sted., . . . Så har vi fundet tvillinger, når mutationen findes i alle celler i kroppen af en af tvillingerne, og i 20 procent af cellerne i kroppen af den anden tvilling. Så en af tvillingerne er netop dannet af efterkommeren af denne ene celle, hvor mutationen skete, og den anden er delvist dannet af efterkommere af disse celler og delvis af noget andet. . . . Dette er første gang, at dette demonstreres.
hvad der er interessant ved det er, at når man ser på alle de kombinationer, vi har fundet . . ., det ser ud til, at tilfældighed er en ekstraordinært vigtig faktor, hvor celler i den indre cellemasse går ind i at lave en person.
TS: var du i stand til at fastslå, hvad der forårsagede disse mutationer?
KS: de fleste af disse mutationer, som de fleste mutationer generelt, sker under replikation af celler—de er replikationsfejl. En af de ting, vi gjorde, er at se på den slags mutationer, der sker under udvikling, og vi var i stand til at vise, at typen af mutationer, der sker tidligt adskiller sig fra de mutationer, der sker senere—hvilket ikke er en overraskelse for nogen, virkelig.,
dette lægger bestemt en ny slags byrde på dem, der bruger identiske tvillinger til at etablere adskillelsen mellem natur og pleje.
Der er en for eksempel specifik type mutation, der er afhængig af methylering. Det er CpG til TpG-mutationen, der anses for at være afhængig af demethylering af methylerede CPG ‘ er. Vi kan vise, at antallet af disse mutationer stiger med udviklingen., Så de er sjældne disse meget tidlige mutationer, fordi methylering ikke har fundet sted, eller en meget lille mængde af methyleringen har fundet sted.
TS: T .in undersøgelser har spillet en vigtig rolle i en masse genetik forskning. Hvordan påvirker dine resultater den slags forskning?
KS: det antagelsen om, at forskellene mellem identiske tvillinger altid skyldes miljøet. Tag for eksempel undersøgelser, der ser på autisme hos identiske tvillinger, der opdrættes separat eller fra hinanden., Den klassiske fortolkning af uanset forskelle ville være, at forskellen mellem dem skyldes forskellige miljøer. Men før du kan foretage denne fortolkning, skal du sørge for, at en af dem ikke har en de novo-mutation i et vigtigt gen, som den anden ikke gør. Så dette lægger bestemt en ny slags byrde på dem, der bruger identiske tvillinger til at etablere adskillelsen mellem natur og pleje.,
Dette er ikke kun en undersøgelse, der har relevans for forståelsen af genetikken, men også menneskelig udvikling: hvordan undersøger vi tidlig menneskelig udvikling på en etisk måde, en ikke-interventionel måde? Dette er en måde at gøre det på. Vi kan begynde at bruge mutationerne til at udvikle forståelse af, hvordan celler fordeles fra det tidlige embryo for at udvikle de forskellige organer i kroppen.
TS: så skal vi stoppe med at henvise til mono ?ygotiske tvillinger som “identiske”?,
KS: jeg tror, at identiske tvillinger, alle sammen, altid vil være tilstrækkeligt ligner hinanden, at det ikke bør fornærme nogen at kalde dem identiske. Men det tror jeg . . . når du prøver at forstå, hvilke forskelle der måtte være mellem enæggede tvillinger, skal du tage et skridt eller to væk fra udtrykket ‘identisk.’
H. Jonsson et al., “Forskelle mellem germline genomer af enæggede tvillinger,” Nat-Gen, doi:10.1038/s41588-020-00755-1, 2021.
Redaktørens note: intervie .et blev redigeret for kortfattethed.
Skriv et svar