Усі однояйцеві близнюки, здається, несуть прихований хімічний підпис у своїй ДНК

(Микола Бріде/Unsplash)

Однояйцеві близнюки походять з однієї яйцеклітини, яка розщеплюється і дає початок двом ембріонам, але під час розвитку один близнюк іноді «зникає», залишаючи на світ лише одну дитину.

Тепер нове дослідження натякає на те, що ваша ДНК може виявити, чи були ви в утробі матері однояйцевими близнюками, навіть якщо ваш близнюк зник задовго до вашого народження.

У новому дослідженні, опублікованому у вівторок (28 вересня) в журналі Комунікації природи , дослідники збільшили т. зв епігенетичний модифікації, виявлені в ДНК близнюків.



Термін «епігенетичний» стосується факторів, які можуть «вмикати» або «вимикати» гени, не змінюючи їхню основу ДНК послідовність. Наприклад, невеликі молекули, які називаються метильними групами, можуть чіплятися, як клейкі папірці, до певних генів і перешкоджати клітині зчитувати ці гени, таким чином фактично вимикаючи їх.

Згідно з новим дослідженням, ДНК однояйцевих близнюків прикрашена характерним малюнком липких метильних груп. Цей шаблон охоплює 834 гени і може бути використаний для диференціації однояйцевих близнюків як від різнояйцевих, так і від неблизнюків, виявили автори. І фактично на основі цих результатів команда розробила комп’ютерний алгоритм, який може надійно ідентифікувати ідентичних близнюків виключно на основі розташування метильних груп у їх ДНК.

Теоретично такий інструмент міг би також виявити когось, у кого був зникаючий близнюк, хоча нове дослідження не перевіряло цю ідею.

пов'язані: Бачити подвійно: 8 захоплюючих фактів про близнюків

По суті, ця модель метильної групи є свого роду «молекулярним шрамом», що залишився від раннього ембріонального розвитку однояйцевих близнюків, сказав Роберт Ватерленд, професор педіатрії та генетики Медичного коледжу Бейлора, який не брав участі в новому дослідженні.

«Автори виявили епігенетичну ознаку монозиготного близнюка», тобто близнюка, який походить від однієї заплідненої яйцеклітини або зиготи, сказав він.

Гени, покриті цими метильними групами, відіграють різні ролі в розвитку, зростанні та адгезії клітин, тобто вони допомагають клітинам прилипати одна до одної. Проте, виходячи з поточного дослідження, незрозуміло, як ці метильовані гени, зокрема, можуть впливати на ріст, розвиток або здоров’я однояйцевих близнюків, сказав Ватерленд.

Досліджуючи ці шрами раннього розвитку, автори хотіли краще зрозуміти, чому в першу чергу відбувається ідентичні близнюки. Вчені знають, що зигота розпадається на певному етапі розвитку, але залишається загадкою, чому іноді відбувається розщеплення.

«[Дослідження] було обумовлено тим фактом, що ми дуже мало знали про те, чому виникають монозиготні близнюки», — сказала перший автор Дженні ван Донген, доцент кафедри біологічної психології Університету Вріє (VU) Амстердам.

Згідно зі звітом 1990 року в Міжнародний журнал фертильності та стерильності .

Загалом, у випадках, коли обидва близнюки доношуються, різнояйцеві близнюки зазвичай зустрічаються частіше, ніж однояйцеві.

Докази свідчать про це генетика впливає на ймовірність народження у матері двійнят, що відбувається, коли дві яйцеклітини запліднюються одночасно. Наприклад, дослідження показують, що брати-близнюки можуть відбуватися в сім’ях і що гени, задіяні в гіперовуляції, здається, беруть участь у грі, сказав ван Донген.

Для порівняння, поширеність ідентичних близнюків є досить стабільною в усьому світі, трапляючись приблизно у 3-4 з кожні 1000 пологів, що натякає на те, що генетика не є причиною цього явища. Питання в тому, що робить?

«Це справді загадка в біології розвитку», — сказав старший автор Доррет Бумсма, професор кафедри біологічної психології VU Amsterdam.

Команда задавалася питанням, чи розгадка цієї таємниці може бути закодована в метильних групах, що прикрашають ДНК людини, оскільки ці молекули допомагають контролювати ембріональний розвиток на самих ранніх стадіях. А завдяки спеціальним білкам, які називаються метилтрансферазами, метильні групи, додані до нашої ДНК під час розвитку, копіюються, коли наші клітини продовжують ділитися, тобто вони можуть залишатися у дорослому віці.

Для нового дослідження команда зібрала епігенетичні дані з шести великих когорт близнюків, загалом понад 6000 осіб. Когорти включали як однояйцевих близнюків, так і різнояйцевих близнюків, а також деяких неблизнюкових членів сімей цих осіб. Включивши різнояйцевих близнюків, команда могла перевірити, чи є якісь епігенетичні моделі, які спостерігаються в однояйцевих близнюків, насправді унікальними для них, а не спільними для всіх видів близнюків.

пов'язані: Народження дитини: терміни вагітності по триместрах

Більшість даних про метилювання ДНК отримано з кров зразки, зібрані у дорослих, але один набір даних складався зі зразків мазків із щік дітей. І в усіх зразках команда виявила однакові чіткі моделі метилювання в ДНК ідентичних близнюків.

«Той факт, що вони бачать однакові речі в цих клітинах, заспокоює», тому що це показує, що шаблон не є специфічним для одного типу клітин, сказав Ватерленд.

Це означає, що виразне метилювання відбулося на дуже ранньому етапі розвитку, ще до появи спеціалізованих тканин, таких як серце або легені , почав формуватися. Коли метильні групи прилипають до ДНК на цій стадії, метилтрансферази передають молекули до всіх наступних дочірніх клітин, незалежно від того, яким типом клітин вони зрештою стануть.

Оскільки деякі з наборів даних включали зразки ДНК, зібрані в різні моменти часу, команда могла ще раз перевірити, наскільки стабільними були ці схеми метилювання протягом кількох років. «Вони виявили, що ці стани метилювання дуже стабільні в індивідуумі», що ще більше зміцнює ідею про те, що ці метильні групи ймовірно можуть зберігатися від запліднення до дорослого віку, сказав Ватерленд.

«Схоже, що щось відбувається на дуже ранніх стадіях розвитку, і це залишається зафіксованим у схемі метилювання різних типів клітин нашого тіла», — сказав ван Донген. «Це залишається в архіві в наших камерах».

Тим не менш, наразі незрозуміло, який саме вплив ці метильні групи мають на експресію генів (вмикання або вимкнення гена), чи модель метилювання є причиною, наслідком або побічним продуктом ідентичних близнюків, сказала вона. зазначив.

«Щоб справді зрозуміти точні кроки, які відбуваються на ранніх стадіях ембріонального розвитку, які призводять до формування монозиготних близнюків, нам справді потрібні функціональні дослідження», — сказав ван Донген, посилаючись на дослідження того, як ці зміни впливають на клітини.

Команда планує провести такі дослідження, використовуючи моделі тварин і людські клітини в лабораторному посуді; вони також можуть використовувати моделі людського ембріона відомі як бластоїди .

У майбутньому команда також може вивчити більший зразок епігенетичних модифікацій геному, щоб побачити, чи поширюється модель метилювання за межі 800 з гаком генів, які вже ідентифіковані, сказав Ватерленд.

За його словами, нове дослідження охопило сотні тисяч потенційних проблем із метильними групами, але є ще багато, що потрібно дослідити.

Пов'язаний вміст:

7 захворювань, про які можна дізнатися з генетичного тесту

Генетика в цифрах: 10 спокусливих історій

10 дивовижних речей, які вчені щойно зробили з CRISPR

Ця стаття була спочатку опублікована Жива наука . Прочитайте оригінальну статтю тут .

Про Нас

Публікація Незалежних, Перевірених Фактів Звітів Про Здоров'Я, Космос, Природу, Технології Та Навколишнє Середовище.