Близнецы могут стать «неидентичными» — и еще более интересные факты о близнецах

Каждый год братья и сестры-близнецы со всей планеты приезжают в Твинсбург, штат Огайо, чтобы принять участие в фестивале «Дни близнецов», который в этом году пройдет 4-6 августа. Это крупнейшее собрание близнецов в мире, и оно станет еще больше, если нынешние тенденции возобладают.

Примерно с 1915 по 1980 год один из каждых 50 младенцев, родившихся в США, был близнецом. С тех пор это число резко возросло до одного из 30, и нет никаких признаков того, что оно уменьшается. Хотя резкое увеличение числа рождений близнецов все еще редкое явление, оно может означать более негативные последствия для здоровья матерей близнецов и ее детей, включая преждевременные роды и низкий вес при рождении.

Но для генетиков рождение близнецов – это повод отпраздновать. Близнецы предоставляют кладезь биологической информации, которую ученые не смогут получить больше нигде. Они ценны, помогая ученым понять болезни и другие состояния, включая расстройства пищевого поведения, ожирение, сексуальную ориентацию и различные психологические особенности.

Исследования близнецов также могут дать исследователям новое понимание того, как разные образы жизни и привычки влияют на двух людей с одинаковым генетическим кодом. Изучение близнецов чрезвычайно полезно для изучения влияния генетических факторов и факторов окружающей среды, которые могут влиять на наследственные черты из поколения в поколение.

Вот почему близнецы часто оказываются на передовой линии дебатов о природе и воспитании. На протяжении десятилетий люди спорили о том, кто больше влияет на то, кем мы являемся, — гены (природа) или окружающая среда (воспитание). Исследования близнецов дают нам ключ к разгадке. Идентичные, или монозиготные, близнецы имеют 99,99 процентов общей ДНК. Они похожи или почти похожи. У них одинаковые глаза, одинаковые волосы, всё одинаковое — почти. Разнояйцевые, или дизиготные, близнецы имеют 50 процентов общих генов. Если однояйцевые близнецы имеют общий признак в большей степени, чем разнояйцевые близнецы, можно с уверенностью заключить, что соответствующий ген существенно повлиял на этот признак. С другой стороны, если и разнояйцевые, и однояйцевые близнецы имеют один и тот же признак, скорее всего, на этот конкретный признак повлияла их среда, а не их гены.

Однояйцевые близнецы также могут помочь ученым определить, как окружающая среда влияет на функционирование гена, что, в свою очередь, может помочь им выяснить, зависят ли определенные черты или заболевания в большей степени от генетики или окружающей среды. В 2015 году журнал Nature Genetics провел комплексный обзор исследований близнецов со всего мира. Исследователи пришли к выводу, что в среднем экологические и генетические факторы имеют равные шансы повлиять на черты характера человека и на заболевания, от которых он может страдать.

Скотт и Марк Келли когда-то были братьями-близнецами. Затем Скотт Келли провел год на орбите Земли на борту Международной космической станции, и все изменилось. Когда он приземлился, он был на два дюйма (5 см) выше, имел гораздо меньшую массу тела, и, по мнению исследователей НАСА, некоторые аспекты его ДНК изменились. Он и его брат больше не были идентичными.

Нет, Скотт не превратился в инопланетянина. Вместо этого стресс от столь долгого пребывания в космосе изменил работу его генов — по крайней мере, на какое-то время. Поскольку Скотт и Марк имеют по существу одну и ту же ДНК, ученые сравнили гены мужчин до и после путешествия Скотта. Помимо прочего, исследователи хотели знать, повредит ли радиация участки ДНК, находящиеся на концах каждой хромосомы — так называемые теломеры.

Теломеры подобны пластиковым наконечникам на концах шнурков, которые удерживают ткань от разрыва. Без защитного покрытия концы палочковидной ДНК могут быть повреждены. Предварительные испытания показали, что средняя длина теломер Скотта значительно увеличилась во время нахождения на орбите, но укоротилась в течение 48 часов после приземления. Напротив, теломеры его брата оставались относительно стабильными.

Год, проведенный Скоттом на орбите, также изменил его иммунную систему, способ формирования костей, зрение и другие биологические функции. Большинство этих генетических изменений вернулись в норму. Однако исследователи обнаружили, что 7 процентов экспрессии его генов также изменились. Экспрессия генов определяет, будут ли гены включаться и выключаться, что может изменить функционирование клеток. Учёных это не встревожило, поскольку на этот процесс могут повлиять факторы окружающей среды, в данном случае стресс от космических путешествий. Следовательно, тело Скотта успокоило некоторые гены и усилило другие.