同卵雙胞胎源于單個(gè)卵細(xì)胞，后者分裂產(chǎn)生兩個(gè)胚胎，但在發(fā)育過程中，其中一個(gè)有時(shí)會(huì) "消失"，最后僅留下一個(gè)胚胎發(fā)育成人形。

現(xiàn)在，新研究暗示，你的DNA可以提供證據(jù)：你在子宮內(nèi)時(shí)，是否還有個(gè)同卵雙胞胎卵親。

根據(jù)周二(9月28日)發(fā)表在《自然通訊》上的論文，研究人員放大了雙胞胎DNA中發(fā)現(xiàn)的所謂表觀遺傳學(xué)修飾。

術(shù)語 "表觀遺傳" 指的是可以在不改變其基本DNA序列的情況下將基因 "打開" 或 "關(guān)閉" 的調(diào)控因素。例如，被稱為甲基的小分子可以像粘紙一樣粘在特定的基因上，阻止細(xì)胞讀取這些基因，從而有效地將它們關(guān)閉。

根據(jù)這項(xiàng)新的研究，同卵雙胞胎的DNA上有一種粘性甲基的特征圖案。作者發(fā)現(xiàn)，這種模式橫跨834個(gè)基因，可以用來區(qū)分同卵雙胞胎和非雙胞胎。而且，事實(shí)上，基于這些結(jié)果，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種計(jì)算機(jī)算法，可以完全根據(jù)同卵雙胞胎的DNA上的甲基組的位置來可靠地識別他們。

從理論上講，這樣的工具也能夠發(fā)現(xiàn)那些本應(yīng)成為雙胞胎的人，盡管研究人員的還沒有驗(yàn)證這一想法的興趣。

貝勒醫(yī)學(xué)院兒科和遺傳學(xué)教授Robert Waterland說，從本質(zhì)上講，這種甲基組模式是同卵雙胞胎早期胚胎發(fā)育留下的一種 "分子疤痕"。

他說："概括來說，就是作者發(fā)現(xiàn)了一個(gè)單卵雙胞胎的表觀遺傳特征?！?/p>

涂有這些甲基的基因在細(xì)胞發(fā)育、生長和粘附方面發(fā)揮著各種作用，這意味著它們幫助細(xì)胞相互粘連。Waterland說，盡管如此，基于目前的研究，還不清楚這些甲基化的基因，是如何影響同卵雙胞胎的生長、發(fā)育或健康。

在調(diào)查這些早期發(fā)育的疤痕時(shí)，作者希望更好地了解同卵雙胞胎首先發(fā)生的原因。科學(xué)家們知道胚胎在發(fā)育的某個(gè)階段會(huì)分裂，但為什么有時(shí)會(huì)發(fā)生分裂，這一直是個(gè)謎。

第一作者、阿姆斯特丹弗里耶大學(xué)(VU)生物心理學(xué)系助理教授Jenny van Dongen說："我們對單卵雙胞胎產(chǎn)生的原因知之甚少這一事實(shí)驅(qū)動(dòng)了[這項(xiàng)研究]?！?/p>

根據(jù)1990年《國際不孕不育雜志》(International Journal of Fertility and Sterility)上的一份報(bào)告，估計(jì)有12%的人類懷孕開始時(shí)是多胎妊娠，但只有不到2%的人被妊娠到足月，這意味著其余人的雙胞胎兄弟被吸收了。

總的來說，在雙胞胎都能足月的情況下，異卵雙胞胎通常比同卵雙胞胎更常見。

有證據(jù)表明，遺傳因素影響了母親生出異卵雙胞胎的可能性，當(dāng)兩個(gè)卵子同時(shí)受精時(shí)就會(huì)出現(xiàn)這種情況。van Dongen說，例如，研究表明，多胎妊娠可能是家族遺傳的，參與超排卵的基因似乎在起作用。

相比之下，同卵雙胞胎的出生率在全世界相當(dāng)一致，大約每1000個(gè)新生兒中就有3到4個(gè)，這表明遺傳學(xué)并沒有推動(dòng)這一現(xiàn)象。問題是，是什么在驅(qū)動(dòng)？

高級作者、阿姆斯特丹大學(xué)生物心理學(xué)系教授Dorret Boomsma說："這確實(shí)是發(fā)育生物學(xué)中的一個(gè)謎?！?/p>

研究小組想知道謎團(tuán)的答案是否可能藏在裝飾DNA的甲基中編碼里，因?yàn)檫@些分子有助于控制胚胎發(fā)育的最早期階段。多虧了被稱為甲基轉(zhuǎn)移酶的特殊蛋白質(zhì)，在發(fā)育過程中添加到我們DNA中的甲基會(huì)隨著我們細(xì)胞的不斷分裂而被復(fù)制下來，這意味著它們可以堅(jiān)持到成年期。

在這項(xiàng)新的研究中，研究小組從6個(gè)大型的雙胞胎隊(duì)列中提取了表觀遺傳學(xué)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)總共覆蓋超過6000人。這些隊(duì)列包括同卵雙胞胎和異卵雙胞胎，以及他們的非雙胞胎家庭成員。該團(tuán)隊(duì)可以檢查在同卵雙胞胎中看到的任何表觀遺傳模式是否實(shí)際上是他們所特有的。

大多數(shù)DNA甲基化數(shù)據(jù)來自于從成年人身上收集的血液樣本，但有一個(gè)數(shù)據(jù)集包括兒童的頰拭子樣本。而在所有的樣本中，研究小組在同卵雙胞胎的DNA中發(fā)現(xiàn)了同樣明顯的甲基化模式。

這意味著這種明顯的甲基化發(fā)生在發(fā)育的超級早期，在專門的組織，如心臟或肺，開始形成之前。當(dāng)甲基在這個(gè)階段粘附在DNA上時(shí)，甲基轉(zhuǎn)移酶會(huì)將分子傳遞給所有后續(xù)的子細(xì)胞，無論它們最終成為何種細(xì)胞類型。

Waterland說："他們發(fā)現(xiàn)這些甲基化狀態(tài)在個(gè)體中非常穩(wěn)定。"

Van Dongen說："看來，在發(fā)育的早期就發(fā)生了一些事情，而且它們?nèi)匀粚懺谖覀兩眢w不同類型細(xì)胞的甲基化模式中。它在我們的細(xì)胞中存檔"。

她指出，盡管如此，目前還不清楚這些甲基對基因表達(dá)有什么確切的影響，或者甲基化模式是否代表了同卵雙胞胎的原因、影響或副產(chǎn)品。

"為了真正了解在胚胎發(fā)育早期發(fā)生的導(dǎo)致形成單卵雙胞胎的確切步驟，我們還需要進(jìn)行功能研究，"van Dongen說，指的是研究這些變化如何影響實(shí)際細(xì)胞。

該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃使用動(dòng)物模型和實(shí)驗(yàn)室皿中的人類細(xì)胞進(jìn)行此類研究；他們還可能使用被稱為blastoids的人類胚胎模型。

在未來，該團(tuán)隊(duì)還可以調(diào)查更大范圍的基因組表觀遺傳修飾，看看甲基化模式是否超出了已經(jīng)確定的800多個(gè)基因的范圍。

Waterland說，新的研究涵蓋了數(shù)十萬個(gè)潛在的甲基組粘著點(diǎn)，但還有很多需要探測的地方。