• 注册
  • 查看作者
    • 基因里的证据:你是否“吃”掉了自己的双胞胎兄弟

      同卵双胞胎源于单个卵细胞,后者分裂产生两个胚胎,但在发育过程中,其中一个有时会 “消失”,最后仅留下一个胚胎发育成人形。

      现在,新研究暗示,你的DNA可以提供证据:你在子宫内时,是否还有个同卵双胞胎卵亲。

      根据周二(9月28日)发表在《自然通讯》上的论文,研究人员放大了双胞胎DNA中发现的所谓表观遗传学修饰。

      术语 “表观遗传” 指的是可以在不改变其基本DNA序列的情况下将基因 “打开” 或 “关闭” 的调控因素。例如,被称为甲基的小分子可以像粘纸一样粘在特定的基因上,阻止细胞读取这些基因,从而有效地将它们关闭。

      根据这项新的研究,同卵双胞胎的DNA上有一种粘性甲基的特征图案。作者发现,这种模式横跨834个基因,可以用来区分同卵双胞胎和非双胞胎。而且,事实上,基于这些结果,该团队开发了一种计算机算法,可以完全根据同卵双胞胎的DNA上的甲基组的位置来可靠地识别他们。

      从理论上讲,这样的工具也能够发现那些本应成为双胞胎的人,尽管研究人员的还没有验证这一想法的兴趣。

      贝勒医学院儿科和遗传学教授Robert Waterland说,从本质上讲,这种甲基组模式是同卵双胞胎早期胚胎发育留下的一种 “分子疤痕”。

      他说:”概括来说,就是作者发现了一个单卵双胞胎的表观遗传特征。”

      涂有这些甲基的基因在细胞发育、生长和粘附方面发挥着各种作用,这意味着它们帮助细胞相互粘连。Waterland说,尽管如此,基于目前的研究,还不清楚这些甲基化的基因,是如何影响同卵双胞胎的生长、发育或健康。

      在调查这些早期发育的疤痕时,作者希望更好地了解同卵双胞胎首先发生的原因。科学家们知道胚胎在发育的某个阶段会分裂,但为什么有时会发生分裂,这一直是个谜。

      第一作者、阿姆斯特丹弗里耶大学(VU)生物心理学系助理教授Jenny van Dongen说:”我们对单卵双胞胎产生的原因知之甚少这一事实驱动了[这项研究]。”

      根据1990年《国际不孕不育杂志》(International Journal of Fertility and Sterility)上的一份报告,估计有12%的人类怀孕开始时是多胎妊娠,但只有不到2%的人被妊娠到足月,这意味着其余人的双胞胎兄弟被吸收了。

      总的来说,在双胞胎都能足月的情况下,异卵双胞胎通常比同卵双胞胎更常见。

      有证据表明,遗传因素影响了母亲生出异卵双胞胎的可能性,当两个卵子同时受精时就会出现这种情况。van Dongen说,例如,研究表明,多胎妊娠可能是家族遗传的,参与超排卵的基因似乎在起作用。

      相比之下,同卵双胞胎的出生率在全世界相当一致,大约每1000个新生儿中就有3到4个,这表明遗传学并没有推动这一现象。问题是,是什么在驱动?

      高级作者、阿姆斯特丹大学生物心理学系教授Dorret Boomsma说:”这确实是发育生物学中的一个谜。”

      研究小组想知道谜团的答案是否可能藏在装饰DNA的甲基中编码里,因为这些分子有助于控制胚胎发育的最早期阶段。多亏了被称为甲基转移酶的特殊蛋白质,在发育过程中添加到我们DNA中的甲基会随着我们细胞的不断分裂而被复制下来,这意味着它们可以坚持到成年期。

      在这项新的研究中,研究小组从6个大型的双胞胎队列中提取了表观遗传学数据,数据总共覆盖超过6000人。这些队列包括同卵双胞胎和异卵双胞胎,以及他们的非双胞胎家庭成员。该团队可以检查在同卵双胞胎中看到的任何表观遗传模式是否实际上是他们所特有的。

      大多数DNA甲基化数据来自于从成年人身上收集的血液样本,但有一个数据集包括儿童的颊拭子样本。而在所有的样本中,研究小组在同卵双胞胎的DNA中发现了同样明显的甲基化模式。

      这意味着这种明显的甲基化发生在发育的超级早期,在专门的组织,如心脏或肺,开始形成之前。当甲基在这个阶段粘附在DNA上时,甲基转移酶会将分子传递给所有后续的子细胞,无论它们最终成为何种细胞类型。

      Waterland说:”他们发现这些甲基化状态在个体中非常稳定。”

      Van Dongen说:”看来,在发育的早期就发生了一些事情,而且它们仍然写在我们身体不同类型细胞的甲基化模式中。它在我们的细胞中存档”。

      她指出,尽管如此,目前还不清楚这些甲基对基因表达有什么确切的影响,或者甲基化模式是否代表了同卵双胞胎的原因、影响或副产品。

      “为了真正了解在胚胎发育早期发生的导致形成单卵双胞胎的确切步骤,我们还需要进行功能研究,”van Dongen说,指的是研究这些变化如何影响实际细胞。

      该团队计划使用动物模型和实验室皿中的人类细胞进行此类研究;他们还可能使用被称为blastoids的人类胚胎模型。

      在未来,该团队还可以调查更大范围的基因组表观遗传修饰,看看甲基化模式是否超出了已经确定的800多个基因的范围。

      Waterland说,新的研究涵盖了数十万个潜在的甲基组粘着点,但还有很多需要探测的地方。

      广东·东莞
    • 0
    • 0
    • 0
    • 163
    • 请登录之后再进行评论

      登录
    • 做任务
    • 偏好设置
    • 单栏布局 侧栏位置: