נראה כי כל התאומים הזהים נושאים חתימה כימית נסתרת על ה-DNA שלהם

(ניקולה ברייד / Unsplash)

מקורם של תאומים זהים מתא ביצית אחד שמתפצל ומוליד שני עוברים, אך במהלך ההתפתחות, תאום אחד לפעמים 'נעלם' ומשאיר רק תינוק אחד להיוולד.

כעת, מחקר חדש רומז שה-DNA שלך עשוי לחשוף אם התחלת כתאום זהה ברחם, גם אם התאום שלך נעלם הרבה לפני לידתך.

במחקר החדש, שפורסם ביום שלישי (28 בספטמבר) בכתב העת תקשורת טבע , החוקרים התקרבו על מה שנקרא אפיגנטי שינויים שנמצאו ב-DNA התאומים.

המונח 'אפיגנטי' מתייחס לגורמים שיכולים להפעיל או לבטל את הגנים מבלי לשנות את הבסיס שלהם DNA סדר פעולות. לדוגמה, מולקולות קטנות הנקראות קבוצות מתיל יכולות להיצמד כמו פתקיות דביקות לגנים ספציפיים ולמנוע מהתא לקרוא את הגנים הללו, ובכך למעשה לכבות אותם.

על פי המחקר החדש, ה-DNA של תאומים זהים מגיע מעוטר בדפוס אופייני של קבוצות מתיל דביקות. הדפוס הזה משתרע על פני 834 גנים וניתן להשתמש בו כדי להבדיל בין תאומים זהים לתאומים אחים וגם לא-תאומים, מצאו המחברים. ולמעשה, בהתבסס על התוצאות הללו, הצוות פיתח אלגוריתם ממוחשב שיכול לזהות באופן אמין תאום זהה על סמך מיקומן של קבוצות מתיל על פני ה-DNA שלהם בלבד.

בתיאוריה, כלי כזה יוכל גם לזהות מישהו שהיה לו תאום נעלם, למרות שהמחקר החדש לא בדק את הרעיון הזה.

קָשׁוּר: לראות כפול: 8 עובדות מרתקות על תאומים

למעשה, דפוס קבוצת המתיל הזה הוא סוג של 'צלקת מולקולרית' שנותרה מהתפתחות העוברית המוקדמת של תאומים זהים, אמר רוברט ווטרלנד, פרופסור לרפואת ילדים וגנטיקה במכללת ביילור לרפואה שלא היה מעורב במחקר החדש.

לדבריו, 'המחברים גילו חתימה אפיגנטית של תאומים מונוזיגוטיים', כלומר תאומים הנובעים מביצית מופרית אחת, או זיגוטה.

הגנים המצופים בקבוצות מתיל אלו ממלאים תפקידים שונים בהתפתחות תאים, צמיחה והידבקות, כלומר הם עוזרים לתאים להיצמד זה לזה. עם זאת, בהתבסס על המחקר הנוכחי, לא ברור כיצד הגנים המתילטים הללו, בפרט, עשויים להשפיע על הגדילה, ההתפתחות או הבריאות של תאומים זהים, אמר ווטרלנד.

בחקירת צלקות אלו של התפתחות מוקדמת, המחברים רצו להבין טוב יותר מדוע תאומים זהים מתרחשים מלכתחילה. מדענים יודעים שהזיגוטה מתפצלת בשלב מסוים של התפתחות, אבל זו הייתה תעלומה מדוע לפעמים מתרחש הפיצול.

'[המחקר] הונע מהעובדה שידענו מעט מאוד על הסיבה לכך שתאומים מונוזיגוטיים נוצרים', אמרה הסופרת הראשונה ג'ני ואן דונגן, עוזרת פרופסור במחלקה לפסיכולוגיה ביולוגית באוניברסיטת Vrije (VU) אמסטרדם.

על פי הערכות, כ-12 אחוזים מהריונות אנושיים מתחילים כהריונות מרובי עוברים, אך פחות מ-2 אחוזים מועברים להריון, כלומר השאר מביאים למה שנקרא תאום נעלם, על פי דוח משנת 1990 ב- כתב העת הבינלאומי לפוריות וסטריליות .

באופן כללי, במקרים שבהם שני התאומים מגיעים ללידה, תאומי אחים שכיחים בדרך כלל יותר מאלה זהים.

הראיות מצביעות על כך גנטיקה משפיע על הסבירות של האם ללדת תאומים אחים, מה שקורה כאשר שתי ביציות מופרות בו זמנית. לדוגמה, מחקרים מראים שתאום אחים יכול להופיע במשפחות ושנראה שגנים המעורבים בהיפר-ביוץ משחקים, אמר ואן דונגן.

לשם השוואה, השכיחות של תאומים זהים היא עקבית למדי בכל העולם, ומתרחשת בערך ב-3 עד 4 מכל 1,000 לידות, מה שמרמז שהגנטיקה אינה מניעה את התופעה. השאלה היא מה עושה?

'זו באמת תעלומה בביולוגיה התפתחותית', אמרה הסופרת הבכירה דוררט בומסמה, פרופסור במחלקה לפסיכולוגיה ביולוגית ב-VU אמסטרדם.

הצוות תהה אם הפתרון לתעלומה זו עשוי להיות מקודד בקבוצות המתיל המקשטות את ה-DNA של האדם, שכן המולקולות עוזרות לשלוט בהתפתחות העוברית בשלביה המוקדמים ביותר. ובזכות חלבונים מיוחדים הנקראים מתיל-טרנספראזות, קבוצות המתיל המתווספות ל-DNA שלנו בפיתוח מועתקות ככל שהתאים שלנו ממשיכים להתחלק, כלומר הם יכולים להישאר בבגרות.

לצורך המחקר החדש, הצוות שלף נתונים אפיגנטיים משש קבוצות גדולות של תאומים, עבור סך של יותר מ-6,000 פרטים. הקבוצות כללו תאומים זהים ותאומים אחים וכן כמה בני משפחה שאינם תאומים של אנשים אלה. על ידי הכללת התאומים האחים, הצוות יכול לבדוק אם דפוסים אפיגנטיים כלשהם שנראו אצל תאומים זהים היו למעשה ייחודיים להם ואינם משותפים לכל סוגי התאומים.

קָשׁוּר: ללדת תינוק: שלבי הריון לפי שליש

רוב נתוני המתילציה של ה-DNA הגיעו דָם דגימות שנאספו ממבוגרים, אך מערך נתונים אחד כלל דגימות משטחי לחיים מילדים. ולרוחב כל הדגימות, הצוות מצא את אותם דפוסים ברורים של מתילציה ב-DNA תאומים זהים.

'העובדה שהם רואים את אותם הדברים בתאים האלה מרגיעה', כי זה מראה שהדפוס אינו ספציפי לסוג אחד של תאים, אמר ווטרלנד.

זה מרמז שהמתילציה המעידה התרחשה מוקדם מאוד בהתפתחות, לפני רקמות מיוחדות, כמו לֵב אוֹ ריאות , התחילו להיווצר. כאשר קבוצות מתיל נצמדות ל-DNA בשלב זה, מתילטרנספראזות עוברות את המולקולות לכל תאי הבת הבאים, ללא קשר לסוג התא שהם הופכים בסופו של דבר.

מכיוון שחלק ממערכי הנתונים כללו דגימות DNA שנאספו במספר נקודות זמן, הצוות יכול היה לבדוק שוב עד כמה דפוסי המתילציה הללו היו יציבים במשך מספר שנים. 'הם גילו שמצבי המתילציה האלה יציבים מאוד אצל אדם', מה שמחזק עוד יותר את הרעיון שקבוצות מתיל אלה יכולות להופיע מההפריה לבגרות, אמר ווטרלנד.

'נראה שמשהו קורה בשלב מוקדם מאוד בהתפתחות, ושזה נשאר כתוב בדפוס המתילציה של סוגי תאים שונים בגופנו', אמר ואן דונגן. 'זה נשאר בארכיון בתאים שלנו'.

עם זאת, לעת עתה, לא ברור איזו השפעה מדויקת יש לקבוצות המתיל הללו על ביטוי גנים (הדלקה או כיבוי של גן), או האם דפוס המתילציה מייצג סיבה, תוצאה או תוצר לוואי של תאומים זהים, היא ציינתי.

'כדי להבין באמת את השלבים המדויקים שמתרחשים בשלב מוקדם בהתפתחות העוברית שמובילים להיווצרות תאומים מונוזיגוטיים, אנחנו באמת צריכים מחקרים תפקודיים', אמר ואן דונגן, בהתייחסו למחקר שבדק כיצד השינויים הללו משפיעים על תאים בפועל.

הצוות מתכנן לבצע מחקרים כאלה באמצעות מודלים של בעלי חיים ותאים אנושיים במנות מעבדה; הם עשויים גם להשתמש במודלים של העובר האנושי המכונה בלסטואידים .

בעתיד, הצוות יוכל גם לסקור דוגמית גדולה יותר של שינויים אפיגנטיים בגנום, כדי לראות אם דפוס המתילציה משתרע מעבר ל-800 הגנים שכבר זוהו, אמר ווטרלנד.

המחקר החדש כיסה מאות אלפי נקודות הידבקות פוטנציאליות של קבוצת מתיל, אבל יש עוד הרבה שצריך לחקור, אמר.

תוכן קשור:

7 מחלות שניתן ללמוד עליהן מבדיקה גנטית

גנטיקה לפי המספרים: 10 סיפורים מגרים

10 דברים מדהימים שמדענים עשו זה עתה עם CRISPR

מאמר זה פורסם במקור על ידי מדע חי . קרא את המאמר המקורי כאן .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.