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研究发现:同卵双胞胎的基因也不完全一样

中医世家 2024-03-15 21:35:35

研究发现:同卵双胞胎的基因也不完全一样

同卵双胞胎或许并不是完全一致的。根据最新研究,虽然同卵双胞胎可能共享他们全部的dna,但他们在发育早期会出现数百种基因变化,这些变化让他们向不同的方向发展。

这些发现是在周五举行的美国人类遗传学协会的会议上提出的,这或许能够部分解答为什么一个双胞胎患上癌症而另外一个能够保持健康。这项研究也表明这些基因变化出人意料的普遍存在。麦吉尔大学的流行病学专家同时也是这项研究提出者rui li说道:“这种情况并非同人们之前认为的那样罕见。”

虽然过去的研究已经着眼于研究精子和卵子中的能够传递给后代的基因变化或者基因突变,很少有研究着重于体细胞突变。这些突变也被称作复制误差,能够发生于胎儿发育的早期,但是由于它们并不存在于胎儿的生殖细胞中,所以它们不能传递给后代。

其它的研究已经表明那种化学改变或者说表观遗传效应能够随着时间改变基因表达,这个因素致使双胞胎并不完全相同。然而其它的研究也表明同卵双胞胎拥有不同的基因突变,但是这项研究并未断定它们发生的频率。

为了了解这些突变在早期发育中多久发生一次,li和她的同事们研究了92对同卵双胞胎的基因组并且搜索了他们基因中几十万个位点来确定双胞胎的碱基对差异,组成dna的碱基对可以用字母代表。比如说,一个双胞胎或许在一个点携带着一个a,而另一个双胞胎则携带着一个c。研究人员们只能够确定在胎儿发育很早的阶段就会出现差异而且出现在身体中的大多数细胞中。

他们随后计算了这些突变发生的频率。平均一对双胞胎携带着发生于发育早期的359个遗传差异。这项研究的一个限制是他们只能够根据血细胞估计突变率,但是身体中的一些细胞分裂的相当频繁因此可能带来更多的突变。其它的细胞,比如说血液样本中的脑细胞再生的较少而且很可能保持稳定。li告诉《生命科学》道:“我们的dna样本来自血液样本,你需要确定不同组织中的不同突变速率。”

生了一对双胞胎长得很不像,一个皮肤偏白,一个皮肤偏黄,这正常吗?

对于一个家庭而言,如果一个家庭诞生了一对双胞胎,那自然而然是一件天大的喜事。但是当家里人发现一对双胞胎当中,两个人长得非常的不相似并且有很大区别,与此同时家里人对于生物知识并不是非常的了解,那么这样就很有可能会引发家庭冲突。其实,对于双胞胎而言,出现长相非常不相似,甚至是基因不相同的情况,也是非常常见的。这种双胞胎通常被称为异卵双胞胎。

很多时候很多人都认为双胞胎必须得长的一模一样或者是区别非常的微小,但是这只存在于同卵双胞胎当中。那么同卵双胞胎是怎么形成的呢?通过相关的知识我们可以了解到,女性在每个月月经来临之前都会有一次排卵期,女性在这个时候会排出一个甚至是两个,甚至至是多个卵细胞。出现同卵双胞胎的情况,就是女性在排出一个卵细胞的时候就受精成功,成为了一个小型的受精卵。受精卵在分裂分化的过程当中会形成像葡萄一样的小胚胎,在这个时候如果出现一点意外,这一个胚胎就会形成两个像葡萄一样的物体,这就是同卵双胞胎的由来,这样子两个双胞胎的基因是完全相似的,生出来的宝宝也是非常相像的。

对于长得非常不相似的双胞胎而言,那就是异卵双胞胎,这就是女性在排卵期的时候,一次性排出了两个卵子,并且于此同时,两个卵子都受精成功,这个时候由于卵细胞所携带的基因是不相同的,精子所携带的基因也是不相同的,就容易出现两个宝宝在出生之后性状完全不相似的情况,而且所有的龙凤胎都是异卵双胞胎。

所以一个家庭如果诞生了一对异卵双胞胎宝宝,那也不要过于激动,也不要对孕妇过多苛责。可以通过医院的经鉴定来鉴定是否亲生从而打消疑虑,因为异卵双胞胎虽然基因不相似,但是归根结底都是父母双方合起来生出的孩子。

一起出生的双胞胎,为何不一定是同一性别?


众所周知,双胞胎可以分为两种:同卵双生异卵双生。同卵双生的双胞胎,是由同一个受精卵分裂而来,理论上遗传物质是一致的,性别当然也必然一致;而异卵双生的双胞胎,是由不同的精子和卵子分别发育而来,跟普通的兄弟姐妹并无区别。


对于同卵双生的双胞胎,他们的遗传物质相同,或者是他们的遗传学差异极小,但是实际上,我们日常生活中也可以观察到,同卵双生的双胞胎的生理或行为也存在比较明显的差异,之前一直认为这种差异是由环境因素导致的。


但是,包括自闭症在内的一些发育障碍,有时候会出现同卵双胞胎中的一人得而一人未得,这是否说明我们之前一直低估了同卵双胞胎之间的遗传学差异?


2020年1月8日,冰岛deCODE公司、冰岛大学的研究人员在?Nature?子刊?Nature Genetics?杂志发表了题为:Differences between germline genomes of monozygotic twins?(同卵双胞胎种系基因组的差异)的研究论文。


这项研究发现,同卵双胞胎在胚胎发育早期就开始存在基因差异,在大约15%的同卵双胞胎中,有大量的这些早期发育突变仅存在于双胞胎的其中一个。这些结果表明,在发育过程中细胞的分配决定了同卵双胞胎之间的基因组差异。



同卵双胞胎来自一个单合子,这个合子是一个精子让一个卵子受精后形成的。长久以来,我们一直认为同卵双胞胎的遗传物质应该是相同的。然而,胚胎发育过程中的细胞分裂会导致变异,这也使得同卵双胞胎的遗传物质也会有所差异。


更关键的是,很少有研究描述这些双胞胎之间的基因组差异。因此,在此之前,科学家们对同卵双胞胎基因组之间的平均差异数量知之甚少,更不用说导致这些差异的突变类型和它们发生的时间。



在此项研究中,研究人员通过比较体细胞组织的序列变异,包括1个脂肪样本、204个口腔样本和563个血液样本,以此估计387对同卵双胞胎(381对双胞胎;2组三胞胎)中不一致的合子后突变数量。


不仅如此,研究团队还对这些同卵双胞胎的父母、配偶和子女的基因组进行了测序,从而追踪同卵双胞胎中变异的趋异性。研究人员发现,双胞胎之间平均相差5.2个早期发育突变在大约15%的双胞胎中,其中一人携带的这些突变数量较高,而另一人没有这些突变


pre-PGCs突变分类与三重突变(trio mutations)

我们通常我认为同卵双胞胎之间的遗传学差异很小,因此他们之间的存在的生理或行为差异通常被归因于环境因素。但对于一些特殊的遗传相关的疾病,例如自闭症,有时同卵双胞胎中仅有一人会患病,另一人却表现正常。


这些现象表明,同卵双胞胎在胚胎发育过程中,也可能发生不同基因突变,而这些遗传因素的变化会导致两者表现出完全不同的表型。


早期胚胎发育过程中同卵双胞胎的细胞系分配不均一导致两者的遗传差异

对此,研究人员解释这可能是早期胚胎发育过程中孪生子的细胞系分配不均一导致的,即细胞谱系对内细胞团的不平等贡献可能在双胞胎细胞群之间产生不同的等位基因频率(VAF)差异。简单而言,一个发生突变的单一细胞系可能仅存在于同卵双胞胎的一个,而同样的细胞系却不存在于他的孪生兄弟中。


传给子代的突变数和pre-PGCs突变的VAF

除此之外,研究团队还发现,传递率与体细胞等位基因频率(VAF)之间的比例关系表明,细胞谱系向生殖系的分配主要受其在胚胎发育中的频率所驱动。这表明原始生殖细胞(PGCs)前突变的VAF在所有人体组织中是相似的,主要受取样变化的影响。


这一研究结果表明,人类早期胚胎发育过程中对细胞谱系的随机选择是造成双胞胎基因组差异的主要原因


人类早期胚胎发育中的细胞系分配

总而言之,这项研究描述了同卵双胞胎之间的基因组差异,并探究了导致这些差异的突变类型和它们发生的时间。其研究结果表明发育过程中细胞的分配决定了同卵双胞胎之间的基因组差异

请问我会有生双胞胎的可能吗?

双胞胎分异卵双胎和单卵双胎两种。
通常情况下,妇女每月排卵1次,有时因某种原因同时排出两个卵子并同时受精,就产生了两个不同的受精卵。这两个受精卵各有自己的一套胎盘,相互间没有什么联系,叫做异卵双胎,产妇将生出两个婴儿。他们比较相似,而且往往是异性的。这种异卵双胎比较多见,并且与遗传基因、孕妇的年龄有及孕妇的生产次数有关。
单卵双胎的形成则与上不同,是一个精子与一个卵子结合产生的一个受精卵。这个受精卵一分为二,形成两个胚胎。
由于他们出自同一个受精卵,接受完全一样的染色体和基因物质,因此他们性别相同,且就像一个模子里出来的,有时甚至连自己的父母都难以分辨。这种相似不仅外形相似,而且血型、智力、甚至某些生理特征,对疾病的易感性等都很一致。我们常说的连体婴儿,实际上就是这种单卵双胎,只是由于当初受精卵分裂时的不完全造成了某些部位相连。
双胎妊娠有家族遗传倾向,随母系遗传。有研究表明,如果孕妇本人是双胎之一,她生双胎的机率为1/58;若孕妇的父亲或母亲是双胎,她生双胎的机率也很高。另有研究报道,双胎的母亲有4%为双胎,而双胎的父亲仅有1.7%是双胎。
瑞典一医学研究机构最近指出,服用叶酸的女性怀双胞胎的机会比没有服用的女性高出近一倍。据报道,瑞典的研究人员自1994年开始研究分析当地孕妇曾服用药物的资料和数据,他们发现在2569名曾服用叶酸的孕妇中,她们所生的孩子每100名中就有2.8人为双胞胎婴儿,而在没有服用叶酸的孕妇中,这一比
例为1.5。研究人员指出,服用叶酸导致生双胞胎机会增大的原因还不太清楚。据专家估计,叶酸补充剂可能会增加排卵的次数,使多个卵子进入子宫,因而产生双胞胎。
20世纪,对双胞胎的研究,是人们获得了许多有关基因的知识。遗传学家对同卵双胞胎尤其感兴趣,因为他们体内的基因完全相同。这就是说,如果同卵双胞胎的基因出现不同,都是由于外在因素引起的。科学家对那些生活在一起的双胞胎和分开生活的双胞胎进行了研究,发现人类的一些特征,是由基因决定的,也有一些特征不是由基因决定的。

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