Co se stane, když si dva bratři vezmou dvě sestry a mají dvě děti? Normálně by děti byli bratranci, ale co když otcové jsou dvě identická dvojčata a matky také dvě identická dvojčata? Pak podle genetiky jsou vlastně sourozenci a ne bratranci..

Vědci jsou dvojčaty fascinováni odjakživa. Už multižánrový vědec Francis Galton v roce 1875 přišel s tím, že se na nich dá zjišťovat vliv dědičnosti. Ano, ale jak to funguje, na to věda přináší odpovědi až posledních 20 let.

Z jednovaječných dvojčat může být jedno odvážné, druhé bázlivé. Z jednoho se může stát soudce, z druhého básník. Ačkoli jsou si podobná, u jednoho se může objevit cukrovka, zatímco druhé bude zdravé, nebo se ve vysokém věku může u jednoho projevit Alzheimerova choroba a u druhého nikoli.

Právě tyto rozdíly vše ozvláštňují, protože, jak je známo, jednovaječná dvojčata začínají život se zcela stejnou genetickou výbavou.

Festival dvojčat

Twinsburg (volně přeloženo jako „hrad dvojčat“) v americkém Ohiu se dá považovat za unikátní místo nejenom názvem, ale i akcí stejného významu. Jde o velkolepý festival dvojčat, největší na světě. A právě tohle každoroční shromáždění využívají vědci k tomu, aby odhalili některá tajemství dvojčat, nejen ta týkající se epigenetiky (geny se v průběhu života mění a projevují různě).

Probíhají zde výzkumy týkající se vlivu genů na chování a měří se zde u dvojčat například i odlišné vnímání chutí a vůní. Navíc zde dvojčata pomáhají s vývojem programů na rozpoznání tváří a hlasu, které jsou součástí mobilních telefonů a dalších zařízení.

A právě na Twinsburgu potkala sedmatřicetiletá identická dvojčata Brittany a Briana sedmatřicetileté identické bratry Joshe a Jeremyho.

Od té doby jsou nerozluční. Bydlí v jednom domě a mají rodiny. Oba páry si moc přály, aby se jim narodil potomek ve stejnou dobu. A to se jim nakonec i podařilo. Děti sice nepřišly na svět ve stejný den, ale jen pár týdnů od sebe. „Máme syny a podle genetiky jsou to vlastně bratři,“ upozorňují.

42 ku 1

Tvar a velikost ženské dělohy jsou optimalizovány pro vývoj jediného plodu. Sem tam se ale stane, že jeden je málo a není to zas tak neobvyklé. Statisticky se každý 42. člověk na světě rodí jako dvojče.

S tímto překvapivým zjištěním nedávno přišel vědecký tým v čele s profesorem sociologie a demografie z Oxfordské univerzity Christiaanem Mondenem. Skutečnost, že vícečetné těhotenství nepředstavuje tak vzácný jev jako kdysi, mají podle všeho na svědomí hormonální léčba, asistovaná reprodukce, otěhotnění do půl roku po vysazení antikoncepce a spousta dalších faktorů.

Pozvolna jsme tak dospěli do fáze, kdy se rodí zhruba 1,6 milionu párů dvojčat ročně. Přesto, anebo možná právě proto se vícečetné těhotenství znovu dostává mezi nejatraktivnější témata genetiků a psychologů, kteří realizují výzkumy uplatnění vlivu prostředí či genetické výbavy na různá onemocnění a chování.

DNA shodná, otisky jiné?

Jednovaječná dvojčata vznikají oplozením pouze jednoho vajíčka pomocí jedné spermie. V dalších částech vývoje vznikají ale dva samostatné zárodky. Jsou vždy stejného pohlaví a jejich genetická výbava je téměř identická.

Ve skutečnosti během vývoje každého lidského zárodku, především v jeho rané fázi, vznikají v lidské DNA mutace. Týká se to i jednovaječných dvojčat. Jejich mutace se ale obvykle navzájem liší. Potvrdil to ve své studii tým islandských genetiků, které vedl Hakon Jonsson ze společnosti deCODE Genetics.

Genetici studovali celkem 387 párů jednovaječných dvojčat a dvoje trojčata, společně s jejich rodiči, partnery a dětmi. Výsledky výzkumu ukázaly, že se jednovaječná dvojčata liší v průměru 5,2 mutacemi.

Asi u 15 procent těchto párů dvojčat se jedno z dvojčat lišilo větším počtem mutací, asi 10 až 15. Vědci to vysvětlují tím, že jde o situaci, kdy dvojčata vznikají  ze staršího zárodku, starého 8 až 13 dní.

Čím později se totiž budoucí dvojčata oddělí, tím více se liší mutacemi. Nicméně vzhledem k velikosti lidské DNA, která obsahuje v tělních buňkách asi 6 miliard párů bází, to je jako kapka vody v oceánu.

Dvě těla jedna mysl

Proto jsou jednovaječná dvojčata tak unikátní. V případě jakýchkoliv nemocí jsou si sourozenci nejvhodnějšími dárci, ať už jde o krev nebo kostní dřeň. Policisté však nadšení vědy nesdílí, z klasických testů či rozborů DNA je totiž nemohou rozlišit.

Jednou z možností je přečtení celého genomu, v němž se dají objevit drobné mutace a odlišnosti, jde ale o velmi nákladnou metodu. Mnohem příznivější je situace ve zkoumání otisků prstů. Všemocné geny si tu totiž dovolí výjimku.

Papilární linie jsou si sice velmi podobné, jejich konkrétní podoba se ale vytváří v děloze pod vlivem hormonů, výživy, pozici plodu nebo kontaktem tkáně s plodovou vodou.

První výzkumy

Je to už 20 let, kdy začal mezinárodní tým vědců zkoumat epigenetiku dvojčat, konkrétně možnost, že se „geneticky epigeneticky“ liší. Výzkumu se zúčastnilo 40 párů jednovaječných dvojčat ze Španělska ve věku od 3 do 74 let, s různou mírou sdílených životních zkušeností.

Tým se zaměřoval na dva různé aspekty v genech účastníků. U většiny párů se ukazovaly překvapivě podobné epigenetické profily, přesto se 35 procent párů lišilo. Tyto odlišnosti převládaly u starších párů dvojčat, která strávila menší část života spolu nebo která měla různý zdravotní stav.

Genetické mapování ukázalo, že rozdíly se rozkládaly po celém genomu. Tato studie ve výsledku prokazala, že dvojčata se stejnou genetickou výbavou se opravdu mohou epigeneticky lišit.

Další tým, složený v roce 2010, rozjel projekt nazvaný „Epitwin“. Vedli ho vědci z Velké Británie a Číny a měli za úkol pátrat po epigenetických modifikacích, které ovlivňují náchylnost dvojčat k různým stavům a onemocněním, například k obezitě, cukrovce, osteoporóze a dlouhověkosti. Analyzováno bylo tentokrát dokonce na pět tisíc dvojčat.

 

Překvapivý výsledek

Jeden z výzkumů probíhající v Ohiu, který vedl Thomas Bouchard, ukázal, že zkoumaná dvojčata nejsou sice identická, ale podobná ve všech testovaných ohledech. Výsledky testů v párech byly až natolik podobné, že se vědcům zdálo, jako by je skládal jeden člověk dvakrát!

Vliv genetiky na tuto skutečnost je podle nich ale jen 50 procent, dalších 50 procent je ovlivněno prostředím. Důležité nicméně je, že tato podobnost je stejná nejen u dvojčat žijících celý život spolu, ale u těch oddělených v dětství.

To znamená, že jejich osobnosti neovlivnila odlišná výchova. Ze všech tří zmíněných výzkumů plyne, že se u dvojčat projevuje epigenetický vliv.

Jim a Jim

Dvojčata Jim a Jim, která byla oddělená brzy po narození a jejichž životní cesty se znovu spojily v dospělosti, se zúčastnili jednoho z více výzkumů T. Boucharda. Přišel na to, že se i přes oddělení jejich životy ubíraly stejným směrem.

Oba měřili 180 centimetrů, vážili 82 kilogramů, v dětství měli oba psa jménem Toy, pracovali jako policisté na částečný úvazek, bavilo je vyrábět nábytek, oba mívali migrény a nejen že oba kouří, ale dokonce cigarety stejné značky.

Nejen díky Jimovi a Jimovi dokázali výzkumníci jako T. Bouchard odhalovat další lidská tajemství.