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同卵双胞胎:他们到底有多像?

根据新的研究,这取决于你对 DNA 的深入程度。

Avery Hurt
作者:Avery Hurt
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图片来源:Lopolo/Shutterstock

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同卵双胞胎是……同卵的,对吧?所以我们才称他们为“同卵”,而不是“极其相似”或“非常像”。事实上,情况要复杂一些。

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对我们称之为“同卵双胞胎”的更好的词是技术术语:单卵双生。这意味着两个胚胎都来自同一个受精卵,也就是合子。这个合子已经从父母双方各接收了一段 DNA。然后合子分裂,创造出两个高度相似的个体,他们拥有相同的遗传指令集,称为基因组。(而异卵双胞胎则由独立的卵子发育而来,称为二卵双生。)

但任何认识一对同卵双胞胎的人都可以告诉你,他们并不总是真正相同的。有时差异非常细微,只有亲密的朋友和亲戚才能发现。有时,差异非常明显,尤其是在双胞胎年长之后。这有几个原因。

一个原因是基因表达会根据环境而变化。“生活经历,也称为环境因素,会改变某些基因的表达,”阿拉巴马大学伯明翰医学中心遗传学系主任 Nathaniel Robin 解释说。“所以在一个层面上,随着双胞胎年龄的增长,因为他们有不同的生活经历,他们必然会有不同的影响,并会有不同的基因表达。”

双胞胎之间的差异可能很明显,并且由生活方式引起。例如,一对同卵双胞胎随着年龄的增长都可能出现斑秃(一种遗传特征),但每周都打网球的那一个不会像他兄弟那样挺着啤酒肚。或者,变化可能发生在分子层面。“终其一生都会发生基因突变,因为 DNA 复制机制并不完美,”Robin 说。

早期突变也很重要

然而,这些差异并不仅仅是在经历了艰辛(或相对轻松)的生活多年后才出现。2021 年 1 月在《Nature Genetics》上发表的一项研究发现,基因突变可能在发育早期就开始,并导致双胞胎之间相当大的遗传差异。

在研究的 381 对同卵双胞胎中,有 39 对双胞胎存在超过 100 个突变差异,只有 38 对双胞胎没有任何差异。平均而言,这项研究发现在兄弟姐妹之间存在 5.2 个突变。数据中的一个意外发现是突变的高度不均匀分布。“我们的分析表明,在 15% 的同卵双胞胎中,相当数量的突变是其中一个双胞胎特有的,而另一个则没有,”研究人员写道。根据研究作者的说法,当存在多处差异时,很可能是在发育过程的早期胚胎就已经分裂了——这意味着许多同卵双胞胎很早就不再是完全相同的了。

双胞胎研究的未来

双胞胎长期以来一直是遗传学研究的宠儿。由于同卵双胞胎被认为在遗传上是相同的,因此它们非常适合区分哪些性状和疾病具有遗传基础,哪些是受环境影响的。研究人员与双胞胎合作研究高血压、糖尿病、精神疾病以及其他受遗传和非遗传因素影响的疾病和状况。“如果你观察异卵双胞胎和同卵双胞胎,你会发现同卵双胞胎共享一个性状的比例高于异卵双胞胎,那么你就会说这有一个更强的遗传基础,”Robin 说。

但现在很清楚,同卵双胞胎并不一定在遗传上完全相同,我们应该重新考虑我们进行这些研究的方式。就像研究人员会调整他们的双胞胎研究来考虑环境差异一样,他们现在也可能需要调整遗传差异。

  • Avery Hurt

    Avery Hurt

    Avery Hurt 是一位自由科学记者,经常为 Discover Magazine 撰稿,报道神经科学、昆虫和微生物等主题的科学研究。

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