meny (Svenska)

ovan: Jon gustafsson / decode

identiska tvillingar är inte lika identiska som tidigare antagna, enligt en studie publicerad idag (7 januari) i Naturgenetik. I stället för att ha exakt samma DNA-sekvenser börjar tvillingar ackumulera genetisk variation från de tidigaste utvecklingsstadierna, forskare på Island – baserade företaget deCODE genetics hittade, vilket innebär att en tvillinghamnar varianter som inte finns i den andra.,

Även känd som monozygotiska tvillingar eftersom de utvecklas från ett enda befruktat ägg har identiska tvillingar länge varit centrala för forskning om de relativa effekterna av gener och miljö—aka ”nature versus nurture.”Även om alla ackumulerar vissa genetiska mutationer under sin livstid, antogs skillnaderna i identiska tvillingar vara minimala, särskilt när tvillingar är unga, vilket gör det möjligt för forskare att studera hur olika miljöer påverkar utvecklingen av personer med samma genotyp.,

den nya studien fokuserar specifikt på mutationer som uppträder som eller före embryon från massan av celler inuti blastocysten, en struktur som implanterar i livmoderväggen. Under detta utvecklingsstadium kan denna inre cellmassa delas för att bilda två separat utvecklande embryon.,

Med utgångspunkt i avkodens genetiska databaser för att analysera variation i flera celler som samplats från 381 monozygotiska tvillingpar och deras närmaste familjemedlemmar, pekade forskarna på ett antal mutationer som uppstod under detta utvecklingsstadium i bara en medlem av varje par, vilket innebär att vid födseln kan så kallade identiska tvillingar redan skilja sig genetiskt från varandra.,

Kári Stefánsson, VD och grundare av deCODE och en medförfattare på den nya studien, talade till forskaren om hur han och hans team lyckades identifiera dessa mutationer och om vad resultaten betyder för forskning inom genetik och utvecklingsbiologi.

forskaren: hur kunde du och dina kollegor identifiera mutationer som uppstått specifikt under utvecklingen?,

Kári Stefánsson: för att kunna göra denna studie var vi tvungna att sekvensera genomen av identiska tvillingar, deras föräldrar, deras barn och deras makar. Så det blir en ganska omfattande studie och mycket sekvensering du måste göra för att kunna bestämma tidpunkten och arten av mutationerna.,

vi vid tidiga mutationer som är specifika för en av tvillingarna—och med tidiga mutationer menar jag mutationer som hände tillräckligt tidigt att de finns i åtminstone några av individens somatiska celler och finns också hos individens barn, vilket innebär att de kommer in i bakteriecellerna.

om du hittar dem både i de somatiska cellerna och i individens könsceller, vet du att mutationen ägde rum innan det bestämdes att cellen skulle bli en bakteriecell. Vi kallar det . . . ”före den primordiala bakteriecellsspecifikationen.,”Det är den viktigaste bestämningen att visa att detta är en tidig mutation.

TS: hur olika var identiska tvillingar från varandra?

KS: de skilde sig i genomsnitt med 5,2 tidiga utvecklingsmutationer. Men det finns 15 procent av dem som har ett stort antal av dessa tidiga mutationer.

Vi har hittat ett tvillingpar där en av tvillingarna har mutationer i alla celler i hans kropp, och de finns inte i någon cell i den andra tvillingens kropp. Det betyder i grunden att en av tvillingarna bildas enbart från efterkommaren till cellen där mutationen ägde rum., . . . Då har vi hittat tvillingar när mutationen finns i alla celler i en av tvillingarna och i 20 procent av cellerna i den andra tvillingens kropp. Så en av tvillingarna har just bildats från efterkommaren till den här cellen där mutationen hände, och den andra bildas delvis av efterkommande av de cellerna och delvis av något annat. . . . Detta är första gången som detta demonstreras.

vad är intressant med det är att när man tittar på alla kombinationer som vi har hittat . . ., det ser ut som slump är en utomordentligt viktig faktor där celler i den inre cellmassan går in i att göra en person.

TS: kunde du fastställa vad som orsakade dessa mutationer?

KS: de flesta av dessa mutationer, liksom de flesta mutationer i allmänhet, inträffar under replikering av celler—de är replikeringsfel. En av de saker vi gjorde är att titta på den typ av mutationer som händer under utvecklingen, och vi kunde visa att den typ av mutationer som händer tidigt skiljer sig från de mutationer som händer senare—vilket inte är en överraskning för någon, verkligen.,

detta lägger verkligen en ny typ av börda på dem som använder identiska tvillingar för att fastställa separationen mellan natur och vårda.

det finns en, till exempel, specifik typ av mutation som är beroende av metylering. Det är CpG till TpG mutation som anses vara beroende av demetylering av metylerade CpGs. Vi kan visa att antalet mutationer ökar med utveckling., Så de är sällsynta dessa mycket tidiga mutationer, eftersom metylering inte har ägt rum, eller en mycket liten mängd metylering har ägt rum.

TS: tvillingstudier har spelat en viktig roll i mycket genetikforskning. Hur påverkar dina resultat den sortens forskning?

KS: det antagandet att skillnaderna mellan identiska tvillingar alltid beror på miljön. Ta till exempel studier som tittar på autism hos identiska tvillingar som föds upp separat eller ifrån varandra., Den klassiska tolkningen av vilka skillnader som helst skulle vara att skillnaden mellan dem skulle bero på olika miljöer. Men innan du kan göra den tolkningen, skulle du bättre se till att en av dem inte har en de novo mutation i en viktig gen som den andra inte gör. Så detta lägger verkligen en ny typ av börda på dem som använder identiska tvillingar för att fastställa separationen mellan natur och vårda.,

detta är inte bara en studie som har relevans när det gäller förståelse för genetiken, men också mänsklig utveckling: hur undersöker vi tidig mänsklig utveckling på ett etiskt sätt, ett icke-interventionellt sätt? Detta är ett sätt att göra det. Vi kan börja använda mutationerna för att utveckla förståelse för hur celler tilldelas från det tidiga embryot för att utveckla de olika organen i kroppen.

TS: så ska vi sluta hänvisa till monozygotiska tvillingar som”identiska”?,

KS: jag tror att identiska tvillingar, alla av dem, alltid kommer att vara tillräckligt lika varandra att det inte bör förolämpa någon att kalla dem identiska. Men jag tror det . . . när du försöker förstå vilka skillnader det kan finnas mellan monozygotiska tvillingar, bör du ta ett steg eller två bort från termen ” identisk.’

H. Jonsson et al., ”Skillnader mellan germlin genom av monozygotiska tvillingar”, Nat Gen, doi: 10.1038/s41588-020-00755-1, 2021.

Redaktörens anmärkning: intervjun redigerades för korthet.