Die Gene Einer Identischen Zwillinge Sind Nicht Identisch
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Video: Zwillinge – Was sie über die Macht der Gene verraten | Quarks 2022, Dezember
Anonim

Zwillinge scheinen aus demselben Stoff geschnitten zu sein, aber ihre Gene zeigen ein anderes Muster.

Die Gene einer identischen Zwillinge sind nicht identisch
Die Gene einer identischen Zwillinge sind nicht identisch

Eineiige Zwillinge sind identisch, oder? Schließlich stammen sie aus nur einem befruchteten Ei, das einen Satz genetischer Anweisungen oder ein Genom enthält, das aus der Kombination der Chromosomen von Mutter und Vater gebildet wird.

Die Erfahrung zeigt jedoch, dass eineiige Zwillinge selten völlig gleich sind. Bis vor kurzem waren Unterschiede zwischen Zwillingen größtenteils auf Umwelteinflüsse zurückzuführen (auch als "Pflege" bekannt), aber eine kürzlich durchgeführte Studie widerspricht dieser Annahme.

Der Genetiker Carl Bruder von der University of Alabama in Birmingham und seine Kollegen verglichen die Genome von 19 Sätzen erwachsener eineiiger Zwillinge genau. In einigen Fällen unterschied sich die DNA eines Zwillings an verschiedenen Stellen ihres Genoms von der des anderen. An diesen Stellen der genetischen Divergenz trug man eine unterschiedliche Anzahl von Kopien desselben Gens, einen genetischen Zustand, der als Kopienzahlvarianten bezeichnet wird.

Normalerweise tragen Menschen zwei Kopien jedes Gens, eine von jedem Elternteil. "Es gibt jedoch Regionen im Genom, die von dieser Zwei-Kopien-Regel abweichen, und dort gibt es Kopienzahlvarianten", erklärt Bruder. Diese Regionen können zwischen null und über 14 Kopien eines Gens tragen.

Wissenschaftler haben seit langem Zwillinge eingesetzt, um die Rolle von Natur und Ernährung in der Humangenetik zu untersuchen und wie sich diese auf Krankheiten, Verhalten und Zustände wie Fettleibigkeit auswirken. Die Ergebnisse von Bruder legen jedoch einen neuen Weg nahe, um die genetischen und ökologischen Wurzeln von Krankheiten zu untersuchen.

Zum Beispiel fehlten einem Zwilling in Bruders Studie einige Gene auf bestimmten Chromosomen, die auf ein Leukämierisiko hinwiesen, unter dem er tatsächlich litt. Der andere Zwilling tat es nicht.

Bruder glaubt daher, dass die Unterschiede bei identischen Zwillingen genutzt werden können, um bestimmte genetische Regionen zu identifizieren, die mit bestimmten Krankheiten zusammenfallen. Als nächstes plant er, Blutproben von Zwillingspaaren zu untersuchen, bei denen nur einer an Asthma oder Psoriasis leidet, um festzustellen, ob er Änderungen der Genkopienzahl finden kann, die mit einer dieser Krankheiten zusammenhängen.

Das Ergebnis könnte auch die vielen Ergebnisse früherer Zwillingsstudien in Frage stellen, bei denen angenommen wurde, dass eineiige Zwillinge tatsächlich identisch sind, bemerkt Bruder. "Es ist ziemlich unwahrscheinlich, dass sie die bisher gefundenen Ergebnisse signifikant ändern werden", kontert Kerry Jang, Psychologe an der Universität von British Columbia in Vancouver, der Kanadas größte Zwillingsstudie durchführt. "Wir können unsere Modelle anpassen, um [genetische Unterschiede] auf die gleiche Weise zu berücksichtigen, wie wir sie für verschiedene Umgebungen angepasst haben."

Die Entdeckung dieser genetischen Variation gibt Hoffnung auf ein obskures, aber dringendes Problem im Fall eines kriminellen Verdächtigen, der ein identischer Zwilling ist. "Wenn ein Zwilling ein Verdächtiger ist und der Aufenthaltsort des anderen Zwillings nicht bestimmt werden kann, bleibt der Jury oft die Möglichkeit, zweifelsfrei Schuld zu finden", sagt Frederick Bieber, Pathologe bei Harvard Medizinschule.

"Wenn das Zwillingsproblem in einer strafrechtlichen Untersuchung auftaucht, ist es möglich, dass es [Kopienzahlvarianten] gibt, die sich zwischen den beiden Zwillingen unterscheiden, die helfen könnten, das zu klären", sagt Bieber.

Angesichts der Tatsache, dass es allein in Virginias Datenbank für verurteilte Straftäter 80 Paare identischer Zwillinge gibt, ist dies möglicherweise kein so kleines Problem, wie es sich anhört. Und eine solche genetische Variation ist auch für die gesamte Bevölkerung von Bedeutung.

Bruder spekuliert, dass eine solche Variation ein natürliches Ereignis ist, das sich mit dem Alter bei jedem ansammelt. "Ich glaube, dass das Genom, mit dem Sie geboren wurden, nicht das Genom ist, mit dem Sie sterben - zumindest nicht für alle Zellen in Ihrem Körper", sagt er.

Charles Lee, Genetiker am Brigham and Women 's Hospital in Boston, stimmt dem zu. Genetische Variationen können auftreten, wenn ein doppelter DNA-Strang bricht, wenn er ionisierender Strahlung oder Karzinogenen ausgesetzt wird. "Es erinnert uns daran, vorsichtig mit unserer Umwelt umzugehen, da unsere Umwelt dazu beitragen kann, unser Genom zu verändern", sagt er.

Außerdem können diese Variationen altersbedingte Krankheiten vorhersagen. Lee fügt hinzu: "Mit zunehmendem Alter … steigen Ihre Chancen auf eine genomische Umlagerung, die eine bestimmte Krankheit verursacht, ständig."

Die Unterschiede zwischen identischen Zwillingen nehmen mit zunehmendem Alter zu, da sich umweltbedingte Veränderungen ansammeln. Zwillinge können laut Bruders Studie ihr Leben aber auch mit Unterschieden beginnen, was ihren Namen in Frage stellt.

"Vielleicht sollten wir sie nicht eineiige Zwillinge nennen", sagt Harvards Bieber. "Wir sollten sie 'Ein-Ei-Zwillinge' nennen."

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