Menu (Polski)

powyżej: Jon gustafsson/decode

bliźniaki jednojajowe nie są tak identyczne, jak wcześniej zakładano, zgodnie z badaniem opublikowanym dzisiaj (7 stycznia) w Nature Genetics. Zamiast mieć dokładnie te same sekwencje DNA, bliźniaki zaczynają kumulować zmienność genetyczną od najwcześniejszych etapów rozwoju, naukowcy z islandzkiej firmy deCODE genetics odkryli, że jeden bliźniak kryje warianty, które nie są obecne w drugim.,

znane również jako bliźniaki jednojajowe, ponieważ rozwijają się z jednego zapłodnionego jaja, bliźniaki jednojajowe od dawna są kluczowe w badaniach nad względnym wpływem genów i środowiska—aka „natura kontra wychowanie.”Chociaż każdy gromadzi pewne mutacje genetyczne w ciągu swojego życia, różnice u bliźniąt jednojajowych uznano za minimalne, szczególnie gdy bliźniaki są młode, co pozwala badaczom badać, w jaki sposób różne środowiska wpływają na rozwój osób o tym samym genotypie.,

nowe badanie koncentruje się w szczególności na mutacjach, które występują w trakcie lub przed embrionami tworzą się z masy komórek wewnątrz blastocysty, struktury, która wszczepia się w ścianie macicy. Podczas tego etapu rozwoju, ta wewnętrzna masa komórkowa może się podzielić, tworząc dwa oddzielnie rozwijające się zarodki.,

opierając się na genetycznych bazach danych deCODE w celu analizy zmienności w wielu komórkach pobranych z 381 monozygotycznych par bliźniaków i ich najbliższych członków rodziny, naukowcy zidentyfikowali szereg mutacji, które powstały w tym etapie rozwoju tylko w jednym członku każdej pary, co oznacza, że w momencie narodzin, tak zwane bliźniaki jednojajowe mogą już różnić się genetycznie od siebie.,

Kári Stefánsson, CEO i założyciel deCODE oraz współtwórca nowego badania, rozmawiał z naukowcem o tym, jak on i jego zespół udało się zidentyfikować te mutacje, oraz o tym, co wyniki oznaczają dla badań w genetyce i biologii rozwojowej.

Naukowiec: jak ty i twoi koledzy byliście w stanie zidentyfikować mutacje, które powstały konkretnie w trakcie rozwoju?,

Kári Stefánsson: aby móc wykonać to badanie, musieliśmy uporządkować genomy bliźniąt jednojajowych, ich rodziców, dzieci i małżonków. Więc staje się dość rozległe badania i wiele sekwencjonowania trzeba zrobić, aby być w stanie określić czas i charakter mutacji.,

my we wczesnych mutacjach, które są specyficzne dla jednego z bliźniąt—i przez wczesne mutacje, mam na myśli mutacje, które zaszły wystarczająco wcześnie, że znajdują się w przynajmniej niektórych komórkach somatycznych jednostki, a także znajdują się w dzieciach tej osoby, co oznacza, że dostają się do komórek zarodkowych.

Jeśli znajdziesz je zarówno w komórkach somatycznych, jak i w komórkach zarodkowych osobnika, wiesz, że mutacja miała miejsce zanim zdecydowano, że komórka powinna stać się komórką zarodkową. Nazywamy to . . . „przed specyfikacją pierwotnej komórki zarodkowej.,”Jest to najważniejsze określenie wykazujące, że jest to wczesna mutacja.

TS: czym różniły się od siebie bliźniaki jednojajowe?

KS: różniły się średnio 5,2 wczesnymi mutacjami rozwojowymi. Ale jest 15 procent z nich, które mają znaczną liczbę tych wczesnych mutacji.

znaleźliśmy parę bliźniaków, w których jeden z bliźniaków ma mutacje we wszystkich komórkach swojego ciała, a nie występują one w żadnej komórce w ciele drugiego bliźniaka. Oznacza to w zasadzie, że jeden z bliźniaków powstaje wyłącznie z potomka komórki, w której miała miejsce mutacja., . . . Następnie znaleźliśmy bliźniaki, gdy mutacja znajduje się we wszystkich komórkach w ciele jednego z bliźniaków, a w 20 procentach komórek w ciele drugiego bliźniaka. Więc jeden z bliźniaków właśnie uformował się z potomka tej jednej komórki, w której zaszła mutacja, a drugi jest uformowany częściowo przez potomków tych komórek, a częściowo przez coś innego. . . . Po raz pierwszy zostało to udowodnione.

interesujące jest to, że gdy spojrzymy na wszystkie kombinacje, które znaleźliśmy . . ., wygląda na to, że zbieg okoliczności jest niezwykle ważnym czynnikiem, w którym komórki w wewnętrznej masie komórek idą do tworzenia osoby.

TS: czy udało Ci się ustalić, co spowodowało te mutacje?

KS: większość z tych mutacji, podobnie jak większość mutacji w ogóle, ma miejsce podczas replikacji komórek—są to błędy replikacji. Jedną z rzeczy, które zrobiliśmy, jest przyjrzenie się rodzajowi mutacji, które dzieją się podczas rozwoju, i byliśmy w stanie pokazać, że rodzaj mutacji, które dzieją się na początku różnią się od mutacji, które dzieją się później—co nie jest zaskoczeniem dla nikogo, naprawdę.,

to z pewnością nakłada nowy rodzaj obciążenia na tych, którzy używają bliźniąt jednojajowych do ustanowienia rozdziału między naturą a wychowaniem.

istnieje jeden, na przykład, specyficzny typ mutacji, który jest zależny od metylacji. Jest to mutacja CpG do TpG, która jest uważana za zależną od demetylacji metylowanych CpGs. Możemy pokazać, że liczba tych mutacji wzrasta wraz z rozwojem., Są więc rzadkie te bardzo wczesne mutacje, ponieważ metylacja nie miała miejsca lub bardzo mała ilość metylacji miała miejsce.

TS: badania bliźniacze odegrały ważną rolę w wielu badaniach genetycznych. Jak Twoje wyniki wpływają na tego rodzaju badania?

KS: to założenie, że różnice między bliźniakami jednojajowymi wynikają zawsze ze środowiska. Weźmy na przykład badania dotyczące autyzmu u bliźniąt jednojajowych, które są hodowane osobno lub osobno., Klasyczna interpretacja wszelkich różnic byłaby taka, że różnica między nimi wynikałaby z różnych środowisk. Ale zanim dokonasz takiej interpretacji, lepiej upewnij się, że jeden z nich nie ma mutacji de novo w ważnym Genie, którego drugi nie ma. Tak więc z pewnością nakłada to nowy rodzaj obciążenia na tych, którzy używają bliźniąt jednojajowych do ustanowienia rozdziału między naturą a wychowaniem.,

jest to nie tylko badanie, które ma znaczenie, jeśli chodzi o zrozumienie genetyki, ale także rozwój człowieka: jak badamy wczesny rozwój człowieka w sposób etyczny, nieinterwencyjny? Jest to jeden ze sposobów. Możemy zacząć używać mutacji, aby rozwinąć zrozumienie, w jaki sposób komórki są przydzielane od wczesnego zarodka do rozwoju różnych narządów w ciele.

TS: więc powinniśmy przestać nazywać bliźniaki monozygotyczne „identycznymi”?,

KS: myślę, że bliźniaki jednojajowe, Wszystkie, zawsze będą do siebie na tyle podobne, że nie powinno nikogo obrażać nazywanie ich identycznymi. Ale tak myślę . . . kiedy próbujesz zrozumieć, jakie mogą być różnice między jednojajowymi bliźniakami, powinieneś zrobić krok lub dwa od określenia ” identyczny.”

H. Jonsson i in., „Differences between Germinal genomes of monozygotic twins”, Nat Gen, doi:10.1038 / s41588-020-00755-1, 2021

Uwaga redaktora: wywiad został zredagowany dla zwięzłości.