يبدو أن جميع التوائم المتطابقة تحمل توقيعًا كيميائيًا مخفيًا على الحمض النووي الخاص بهم

(نيكولا بريدي / أنسبلاش)

ينشأ التوائم المتطابقون من خلية بويضة واحدة تنقسم وتنتج جنينين ، ولكن أثناء التطور ، يختفي أحد التوأمين أحيانًا ، تاركًا طفلًا واحدًا فقط.

الآن ، تشير دراسة جديدة إلى أن الحمض النووي الخاص بك قد يكشف ما إذا كنت قد بدأت بتوأم متطابق في الرحم ، حتى لو اختفى التوأم قبل ولادتك بفترة طويلة.

في الدراسة الجديدة التي نشرت يوم الثلاثاء (28 سبتمبر) في المجلة اتصالات الطبيعة ، قام الباحثون بتكبير ما يسمى جيني التعديلات الموجودة في الحمض النووي التوأم.

يشير مصطلح 'الوراثة اللاجينية' إلى العوامل التي يمكنها تشغيل الجينات أو 'إيقاف تشغيلها' دون تغيير جوهرها الحمض النووي تسلسل. على سبيل المثال ، يمكن للجزيئات الصغيرة التي تسمى مجموعات الميثيل أن تتشبث مثل الملاحظات اللاصقة بجينات معينة وتمنع الخلية من قراءة تلك الجينات ، وبالتالي إيقافها بشكل فعال.

وفقًا للدراسة الجديدة ، فإن الحمض النووي للتوائم المتطابقة يأتي مزينًا بنمط مميز لمجموعات الميثيل اللزجة. ووجد الباحثون أن هذا النمط يمتد إلى 834 جينًا ويمكن استخدامه للتمييز بين التوائم المتماثلة من التوائم المتماثلة وغير التوائم. وفي الواقع ، بناءً على هذه النتائج ، طور الفريق خوارزمية حاسوبية يمكنها تحديد توأم متطابق بشكل موثوق بناءً على موقع مجموعات الميثيل عبر الحمض النووي الخاص بهم.

من الناحية النظرية ، ستكون هذه الأداة أيضًا قادرة على تحديد شخص لديه توأم متلاشي ، على الرغم من أن الدراسة الجديدة لم تختبر هذه الفكرة.

متعلق ب: رؤية مزدوجة: 8 حقائق رائعة عن التوائم

قال روبرت ووترلاند ، أستاذ طب الأطفال وعلم الوراثة في كلية بايلور للطب ، والذي لم يشارك في الدراسة الجديدة ، إن نمط مجموعة الميثيل هذا في جوهره هو نوع من `` الندبة الجزيئية '' المتبقية من التطور الجنيني المبكر لتوائم متطابقة.

وقال: `` اكتشف المؤلفون توقيعًا جينيًا للتوأمة أحادية الزيجوت '' ، أي التوأمة التي تنبع من بويضة مخصبة واحدة ، أو الزيجوت.

تلعب الجينات المغلفة في مجموعات الميثيل هذه أدوارًا مختلفة في نمو الخلايا ونموها والالتصاقها ، مما يعني أنها تساعد الخلايا على الالتصاق ببعضها البعض. ومع ذلك ، بناءً على الدراسة الحالية ، من غير الواضح كيف يمكن لهذه الجينات الميثيلية ، على وجه الخصوص ، أن تؤثر على نمو أو تطور أو صحة التوائم المتطابقة ، كما قال ووترلاند.

أثناء التحقيق في ندوب التطور المبكر هذه ، أراد المؤلفون أن يفهموا بشكل أفضل سبب حدوث التوأمة المتطابقة في المقام الأول. يعرف العلماء أن اللاقحة تنقسم عند نقطة معينة من التطور ، لكن سبب حدوث الانقسام في بعض الأحيان كان لغزًا.

قالت المؤلفة الأولى جيني فان دونجن ، الأستاذة المساعدة في قسم علم النفس البيولوجي في جامعة فري بأمستردام: 'كانت [الدراسة] مدفوعة بحقيقة أننا نعرف القليل جدًا عن سبب نشوء التوائم أحادية الزيجوت'.

ما يقدر بنحو 12 في المائة من حالات الحمل البشري تبدأ على أنها حالات حمل متعددة ، ولكن أقل من 2 في المائة يتم تنفيذها حتى نهايتها ، مما يعني أن الباقي يؤدي إلى ما يسمى بالتوأم المتلاشي ، وفقًا لتقرير عام 1990 في المجلة الدولية للخصوبة والعقم .

بشكل عام ، في الحالات التي يصل فيها كلا التوأم إلى مرحلة النضج ، يكون التوائم الشقيقان أكثر شيوعًا بشكل عام من التوائم المتطابقة.

تشير الدلائل إلى ذلك علم الوراثة يؤثر على احتمالية حمل الأم لتوأم شقيق ، والذي يحدث عندما يتم تخصيب بيضتين في نفس الوقت. على سبيل المثال ، تظهر الدراسات أن التوأمة الأخوية يمكن أن تنتقل في العائلات وأن الجينات المشاركة في فرط التبويض يبدو أنها تلعب دورًا ، كما قال فان دونجن.

بالمقارنة ، فإن انتشار التوائم المتطابقة ثابت إلى حد ما في جميع أنحاء العالم ، حيث يحدث في حوالي 3 إلى 4 من كل 1000 ولادة ، مما يشير إلى أن الجينات لا تقود هذه الظاهرة. السؤال هو ماذا؟

قالت كبيرة المؤلفين Dorret Boomsma ، الأستاذة في قسم علم النفس البيولوجي في VU Amsterdam: `` إنه حقًا لغز في علم الأحياء التنموي.

تساءل الفريق عما إذا كان حل هذا اللغز يمكن ترميزه في مجموعات الميثيل التي تزين الحمض النووي للشخص ، لأن الجزيئات تساعد في التحكم في التطور الجنيني في مراحله الأولى. وبفضل بروتينات خاصة تسمى methyltransferases ، يتم نسخ مجموعات الميثيل المضافة إلى حمضنا النووي قيد التطوير بينما تستمر خلايانا في الانقسام ، مما يعني أنها يمكن أن تبقى في مرحلة البلوغ.

بالنسبة للدراسة الجديدة ، قام الفريق بسحب البيانات اللاجينية من ستة مجموعات كبيرة من التوائم ، لما مجموعه أكثر من 6000 فرد. تضمنت المجموعات كلاً من التوائم المتماثلة والتوائم الشقيقة وكذلك بعض أفراد الأسرة غير التوأمين لهؤلاء الأفراد. من خلال تضمين التوائم الشقيقة ، تمكن الفريق من التحقق مما إذا كانت أي أنماط لاجينية شوهدت في التوائم المتماثلة كانت فريدة بالنسبة لهم بالفعل وليست مشتركة بين جميع أنواع التوائم.

متعلق ب: إنجاب طفل: مراحل الحمل حسب الثلث

جاءت معظم بيانات مثيلة الحمض النووي من الدم تم جمع عينات من البالغين ، لكن مجموعة بيانات واحدة تتكون من عينات مسحة من الأطفال. وعبر جميع العينات ، وجد الفريق نفس الأنماط المتميزة من المثيلة في الحمض النووي التوأم المتطابق.

قال ووترلاند: 'حقيقة أنهم يرون نفس الأشياء في تلك الخلايا مطمئنة ،' لأن هذا يظهر أن النمط ليس خاصًا بنوع واحد من الخلايا.

هذا يعني أن المثيلة المنبهة حدثت في وقت مبكر جدًا من التطور ، قبل الأنسجة المتخصصة ، مثل قلب أو رئتين بدأ يتشكل. عندما تلتصق مجموعات الميثيل بالحمض النووي في هذه المرحلة ، فإن ميثيل ترانسفيرازات تمرر الجزيئات إلى جميع الخلايا الوليدة اللاحقة ، بغض النظر عن نوع الخلية التي أصبحت في النهاية.

نظرًا لأن بعض مجموعات البيانات تضمنت عينات الحمض النووي التي تم جمعها في نقاط زمنية متعددة ، يمكن للفريق التحقق مرة أخرى من مدى استقرار أنماط المثيلة هذه على مدى عدة سنوات. قال ووترلاند: `` لقد وجدوا أن حالات المثيلة هذه مستقرة جدًا في الفرد '' ، مما يعزز فكرة أن مجموعات الميثيل هذه يمكن تصورها من الإخصاب إلى مرحلة البلوغ.

قال فان دونجن: 'يبدو أن شيئًا ما يحدث في وقت مبكر جدًا من التطور ، وأن هذا لا يزال مكتوبًا في نمط المثيلة لأنواع مختلفة من الخلايا في أجسامنا'. 'لا يزال مؤرشف في زنزاناتنا.'

ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، ليس من الواضح ما هو التأثير الدقيق لمجموعات الميثيل هذه على التعبير الجيني (تشغيل أو إيقاف تشغيل الجين) ، أو ما إذا كان نمط المثيلة يمثل سببًا أو نتيجة أو نتيجة ثانوية للتوائم المتطابقة. وأشار.

قال فان دونجن: 'لفهم الخطوات الدقيقة التي تحدث في وقت مبكر من التطور الجنيني والتي تؤدي إلى تكوين التوائم أحادية الزيجوت ، نحتاج حقًا إلى دراسات وظيفية' ، في إشارة إلى البحث الذي يبحث في كيفية تأثير هذه التغييرات على الخلايا الفعلية.

يخطط الفريق لإجراء مثل هذه الدراسات باستخدام نماذج حيوانية وخلايا بشرية في أطباق المختبر. قد يستخدمون أيضًا نماذج من الجنين البشري المعروف باسم blastoids .

في المستقبل ، يمكن للفريق أيضًا مسح عينة أكبر من التعديلات اللاجينية على الجينوم ، لمعرفة ما إذا كان نمط المثيلة يمتد إلى ما بعد 800 جينة فردية تم تحديدها بالفعل ، كما قال ووترلاند.

وقال إن الدراسة الجديدة غطت مئات الآلاف من النقاط الشائكة المحتملة لمجموعة الميثيل ، ولكن هناك الكثير مما يجب التحقيق فيه.

محتوى ذو صلة:

7 أمراض يمكنك التعرف عليها من خلال اختبار وراثي

علم الوراثة بالأرقام: 10 حكايات محيرة

10 أشياء مذهلة فعلها العلماء للتو باستخدام تقنية كريسبر

تم نشر هذه المقالة في الأصل من قبل العلوم الحية . اقرأ المقال الأصلي هنا .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.