Bár az ikrek ugyanabból a petesejtből alakulnak ki, és ugyanazt a genetikai anyagot öröklik a szüleiktől, ez nem jelenti azt, hogy genetikailag azonosak lennének. Az egyforma (egypetéjű) ikrekben genetikai mutációk alakulnak ki az anyaméhben, ahogy fejlődés közben a sejtjeik új DNS-szálakat szőnek és több sejtté osztódnak. Az ikerpárok genomjai között átlagosan 5,2 genetikai mutációnyi különbség van.

Egy tanulmány, amit a Nature Genetics közölt január 7-én, azt állítja, hogy ezek a mutációk még a fejlődés korai szakaszában alakulnak ki: innen eredeztethetők azok a mutációk, amik az egypetéjű ikerpárok 15 százalékánál kimutathatók, és a testvérüknél nem jelentkeztek. Kári Stefánsson, a deCODE Genetics vezérigazgatója, a tanulmány vezető szerzője szerint ez fejenként 10-15 genetikai mutációt jelent.

„Az egyik legmeglepőbb megfigyelés az, hogy sok ikerpárnál egy testvér hordozza az összes genetikai mutációt, míg ezek a másikból teljesen hiányoznak.”

– mondta a LiveScience hírportálnak Ziyue Gao, a Pennsylvaniai Egyetem genetikus professzora, aki nem vett részt a kutatásban.

A mutáció nem jelent automatikusan kockázatot

Ikerpár akkor születik, ha a megtermékenyített petesejt, a zigóta kettéhasad, és két különálló embrió lesz belőle. Ez általában a megtermékenyítés utáni héten történik, de Stefánsson szerint egyes ritka esetekben 8-13 napig is eltarthat. Minél később válnak szét a sejtek, annál több sejt halmozódik fel az ikrek elválásáig. Ez arra enged következtetni, hogy azok a mutációk, amik csak az ikerpár egyik felét érintik, a szétválás korai szakaszában alakulhattak ki.

A tanulmány szerzői szerint az is elképzelhető, hogy a petesejt tucatnyi sejt kialakulása után vált szét, és nem egyenlően osztódtak szét a sejtcsoportok, hanem a zigóta egyik felébe olyan sejtcsomók jutnak be, amik többnyire az egyik szülősejtből származnak, így közös mutációkat hordozott, míg a másik testvérhez olyan sejtcsoportok kapcsolódtak, amikből ezek a mutációk hiányoztak.

Stefánsson szerint a mutáció nem jelent automatikusan egészségügyi kockázatot: vannak, amik betegségeket okoznak, míg mások véletlenül alakulnak ki. A tudományos kutatási célból folytatott ikervizsgálatokban, amelyekben genetikai vagy környezeti tényezők szervezetre gyakorolt hatását vizsgálják, a genetikusok mindig számolnak a mutációknak lehetséges hatásaival.

A National Cancer Institute (NCI) azt írja, hogy a családokban több generáción át öröklődő mutációk csíravonal-mutációk, ami a petében, a spermiumban, és ezek prekurzoraiban alakul ki. Ha a mutáció a szülő szomatikus, azaz nem reprodukciós sejtjeiben is feltűnik, valószínű, hogy a fejlődés korai szakaszában alakult ki. A megtermékenyítés utáni hetekben ugyanis még egyetlen sejt sem válik csírasejtté: minden sejt ugyanazokat a mutációkat örökölheti meg. De miután a sejtképződésben megjelennek a szomatikus- és csírasejtek, a szülők szomatikus sejtjeiben fellépő mutációk nem öröklődnek tovább, csak csírasejtekben megjelenő újabb mutációk.

Ne gondoljuk, hogy 100 százalékos az egyezés

A tanulmányban a szerzők 387 egypetéjű ikerpárt és két hármas ikret, illetve a szüleiket, házastársaikat és gyerekeiket is megvizsgálták. A családtagok genomjának feltérképezésével a kutatók nyomon követhették, hogy kinél alakultak ki a mutációk, és hogyan öröklődtek tovább az utódok között.

Azon túl, hogy több generáció genomját feltérképezték, a kutatók olyan mutációkat is kerestek, amik az ikerpárok mindkét tagjában fellelhetők voltak, de nem egységesen jelent meg a sejtjeikben. Ezt a jelenséget mozaikosság néven ismerjük; ez arra utal, hogy a mutációk a petesejt megtermékenyítése után, de még a zigóta kettéválása előtt fejlődhettek ki. A kutatók ezekkel a módszerekkel leszűkítették a fejlődés korai szakaszához köthető mutációkat, és felmérték, hogy mennyire gyakori az egyik testvérnél megjelenő, de a másikból teljesen hiányzó genetikai mutáció.

A tanulmány hiányossága, hogy az alanyok DNS-ét a szerzők vér- és nyálmintákból gyűjtötték be, de spermiumot és petesejtet nem használtak. Pedig ha többféle szövettípust szekvenáltak volna, több embrionális mutációra bukkanhattak volna. A mutációk ugyanis más-más gyakorisággal lépnek fel a különböző szövettípusokban; a széles körű mintavétel segített volna, hogy az egyes mutációk kialakulását konkrét fejlődési szakaszokhoz köthessék.

Az eredmények alapján azonban így is kijelenthető: a tudósoknak nem szabad abból a feltételezésből kiindulniuk, hogy az egypetéjű ikrek DNS-e 100 százalékig azonos. Ezt azért kell nyomatékosítani, hogy az ikervizsgálatokban is számoljanak vele. Enélkül túlbecsülhetik a környezeti hatások jelentőségét, pedig lehet, hogy nem környezeti hatások, hanem genetikai mutációk felelnek az ikerpár egyik tagjánál fellépő biológiai jellemzőkért.

Kérdés, hogy ez mekkora gyakorlati kockázatot jelent, mert a genetikai különbség tényleg minimális: a DNS néhány bázispárnyi eltérése áll szemben hatmilliárd megegyezővel. Azt, hogy ezek az eltérések a sejtműködést befolyásoló funkcionális változásokhoz vezethetnek-e, még nem tudjuk – sem bizonyítani, sem cáfolni.

A tanulmány nem tért ki rá, hogy a vizsgált mutációk hol fordulnak elő a genomban, sem arra, hogy megtalálhatók-e a specifikus fehérjetípusokat kódoló génekben. A szerzők ugyanakkor megjegyezték, hogy a jövőben ezzel a kérdéskörrel is szeretnének foglalkozni.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten:

Génmutáció az oka, hogy van, akinek 6 óránál kevesebb alvás is elég

Qubit.hu tudomány 2019. augusztus 29.

A Kaliforniai Egyetem neurológusai kevés éjszakai alvás után is fitten ébredő embereknél azonosították azt a génmutációt, amelynek további kutatása az alvászavarok terápiájában is jelentős távlatokat nyithat.

Rejtett immungyengeséget fedeztek fel a súlyos COVID-betegek 14 százalékánál

Qubit.hu tudomány 2020. szeptember 25.

Komoly gyakorlati haszna lehet annak a két kutatásnak, amelyek különböző irányból, de ugyanarra az eredményre jutottak: a COVID-betegség súlyos lefolyásában nagy szerepet játszhat az immunrendszer molekuláris védvonalát alkotó I. típusú interferonok hiánya. Fontos részeredmény, hogy a hibás immunműködéssel rendelkező páciensek 94 százaléka férfi volt.

A génszerkesztés túl kiszámíthatatlan eredményre vezet ahhoz, hogy öröklődő betegségek gyógyítására használják

Kazai Anita tudomány 2020. július 9.

Június végén három olyan tudományos vizsgálat eredménye jelent meg egyszerre, amelyek először vizsgálták humán embriók génszerkesztésének ártalmatlansági és hatékonysági mutatóit. A kutatók szerint megjósolhatatlan, hogy milyen módosítást végez az immár klasszikusnak számító technológia, a CRISPR–Cas9 a petesejtből és hímivarsejtből éppen összeálló embrión.