hierboven: Jon gustafsson / decode
identieke tweelingen zijn niet zo identiek als eerder aangenomen, volgens een vandaag (7 januari) gepubliceerd onderzoek in Nature Genetics. In plaats van precies dezelfde DNA-sequenties te hebben, beginnen tweelingen genetische variatie te accumuleren vanaf de vroegste stadia van ontwikkeling, vonden onderzoekers van het IJslandse bedrijf decode genetica, wat betekent dat de ene tweeling varianten bevat die niet in de andere aanwezig zijn.,
ook bekend als monozygotische tweelingen omdat ze zich ontwikkelen uit één bevruchte eicel, staan identieke tweelingen al lang centraal in het onderzoek naar de relatieve effecten van genen en omgeving—ook bekend als “natuur versus opvoeding.”Hoewel iedereen een aantal genetische mutaties accumuleert tijdens zijn leven, werden de verschillen in identieke tweelingen verondersteld minimaal te zijn, vooral wanneer tweelingen jong zijn, waardoor onderzoekers konden bestuderen hoe verschillende omgevingen de ontwikkeling van mensen met hetzelfde genotype beïnvloeden.,
de nieuwe studie richt zich specifiek op mutaties die optreden als of voordat embryo ‘ s worden gevormd uit de massa cellen in de blastocyst, een structuur die in de baarmoederwand implanteert. Tijdens dit stadium van ontwikkeling, kan deze binnencelmassa splitsen om twee afzonderlijk ontwikkelende embryo ‘ s te vormen.,
aan de hand van de genetische databases van deCODE om variatie te analyseren in meerdere cellen die werden bemonsterd van 381 monozygote tweelingparen en hun directe familieleden, stelden de onderzoekers een aantal mutaties vast die tijdens dit ontwikkelingsstadium ontstonden in slechts één lid van elk paar, wat betekent dat bij de geboorte de zogenaamde identieke tweelingen al genetisch van elkaar kunnen verschillen.,
Kári Stefánsson, CEO en oprichter van deCODE en coauteur van de nieuwe studie, sprak met de wetenschapper over hoe hij en zijn team erin slaagden deze mutaties te identificeren, en over wat de bevindingen betekenen voor onderzoek in genetica en ontwikkelingsbiologie.
de wetenschapper: Hoe waren u en uw collega ‘ s in staat mutaties te identificeren die specifiek tijdens de ontwikkeling waren ontstaan?,
Kári Stefánsson: om deze studie te kunnen uitvoeren, moesten we de genomen van identieke tweelingen, hun ouders, hun kinderen en hun echtgenoten sequencen. Het wordt dus een vrij uitgebreide studie en veel sequencing die je moet doen om de timing en de aard van de mutaties te kunnen bepalen.,
we bij vroege mutaties die specifiek zijn voor een van de tweelingen—en met vroege mutaties bedoel ik mutaties die voldoende vroeg gebeurden dat ze in ten minste enkele somatische cellen van het individu worden gevonden, en ook worden gevonden in de kinderen van dat individu, wat betekent dat ze in de kiemcellen komen.
Als u ze zowel in de somatische cellen als in de kiemcellen van het individu aantreft, weet u dat de mutatie plaatsvond voordat werd besloten dat de cel een kiemcel moest worden. We noemen het . . . ‘voor de primordiale kiemcelspecificatie.,’Dat is de belangrijkste vaststelling om aan te tonen dat dit een vroege mutatie is.
TS: hoe verschillend waren identieke tweelingen van elkaar?
KS: ze verschilden gemiddeld met 5.2 vroege ontwikkelingsmutaties. Maar 15 procent van hen heeft een aanzienlijk aantal van deze vroege mutaties.
we hebben een tweelingpaar gevonden waar een van de tweelingen mutaties heeft in alle cellen van zijn lichaam, en ze worden niet gevonden in een cel in het lichaam van de andere tweeling. Dat betekent in principe dat een van de tweelingen uitsluitend wordt gevormd uit de afstammeling van de cel waar de mutatie plaatsvond., . . . Dan hebben we tweelingen gevonden wanneer de mutatie wordt gevonden in alle cellen in het lichaam van een van de tweelingen, en in 20 procent van de cellen in het lichaam van de andere tweeling. Dus een van de tweelingen is net gevormd uit de afstammeling van deze ene cel waar de mutatie plaatsvond, en de andere wordt deels gevormd door afstammelingen van die cellen en deels door iets anders. . . . Dit is de eerste keer dat dit wordt aangetoond.
wat er interessant aan is, is dat als je kijkt naar alle combinaties die we hebben gevonden . . ., het lijkt erop dat toeval is een buitengewoon belangrijke factor in welke cellen in de binnenste cel massa gaan in het maken van een persoon.
TS: kon u vaststellen wat deze mutaties veroorzaakte?
KS: de meeste van deze mutaties, zoals de meeste mutaties in het algemeen, gebeuren tijdens de replicatie van cellen—het zijn replicatiefouten. Een van de dingen die we deden was kijken naar het soort mutaties die gebeuren tijdens de ontwikkeling, en we waren in staat om aan te tonen dat het soort mutaties die vroeg gebeuren verschilt van de mutaties die later gebeuren—wat voor niemand echt een verrassing is.,
Dit legt zeker een nieuw soort last op degenen die identieke tweelingen gebruiken om de scheiding tussen natuur en opvoeding vast te stellen.
Er is bijvoorbeeld één specifiek type mutatie dat afhankelijk is van methylering. Dat is de mutatie CpG aan TPG die afhankelijk wordt geacht van demethylatie van geméthylated CpGs. We kunnen aantonen dat het aantal van deze mutaties toeneemt met de ontwikkeling., Deze zeer vroege mutaties zijn zeldzaam, omdat methylering niet heeft plaatsgevonden, of een zeer kleine hoeveelheid van de methylering heeft plaatsgevonden.
TS: Twin studies hebben een belangrijke rol gespeeld in veel genetica onderzoek. Hoe beïnvloeden jouw bevindingen dat soort onderzoek?
KS: de aanname dat de verschillen tussen identieke tweelingen altijd te wijten zijn aan de omgeving. Neem bijvoorbeeld studies naar autisme bij identieke tweelingen die afzonderlijk of apart worden grootgebracht., De klassieke interpretatie van welke verschillen dan ook zou zijn dat het verschil tussen hen te wijten zou zijn aan verschillende omgevingen. Maar voordat je die interpretatie kunt maken, kun je er beter voor zorgen dat één van hen geen DE novo mutatie heeft in een belangrijk gen dat de andere niet heeft. Dus dit plaatst zeker een nieuw soort last op degenen die identieke tweelingen gebruiken om de scheiding tussen natuur en opvoeding te vestigen.,
Dit is niet alleen een studie die relevant is als het gaat om het begrijpen van de genetica, maar ook de menselijke ontwikkeling: hoe onderzoeken we de vroege menselijke ontwikkeling op een ethische manier, op een niet-interventionele manier? Dit is een manier om dat te doen. We kunnen beginnen met de mutaties te gebruiken om begrip te ontwikkelen van hoe cellen worden toegewezen vanaf het vroege embryo om de verschillende organen in het lichaam te ontwikkelen.
TS: dus moeten we stoppen met het verwijzen naar monozygotische tweelingen als”identiek”?,
KS: ik denk dat identieke tweelingen, allemaal, altijd voldoende op elkaar zullen lijken dat het niemand zou moeten beledigen om ze identiek te noemen. Maar ik denk dat . . . als je probeert te begrijpen welke verschillen er kunnen zijn tussen monozygotische tweelingen, moet je een stap of twee weg van de term ‘identiek.”
H. Jonsson et al., “Differences between germline genomen of monozygotic twins,” Nat Gen, doi: 10.1038/s41588-020-00755-1, 2021.
Opmerking van de redactie: het interview werd kort gehouden.
Geef een reactie