О генетике близнецов
14 лет назад группа волонтеров объединилась для помощи малышу-отказнику с тяжелым генетическим диагнозом «буллезный эпидермолиз». Антон родился в двойне у суррогатной мамы: его брат был здоров, родители его забрали, а Антона оставили в доме малютки. Так появился благотворительный фонд «Дети-бабочки» для помощи людям с редкими (орфанными) заболеваниями кожи. Мы обратились к эксперту этого фонда, врачу-генетику Юлии Коталевской с просьбой помочь разобраться, что происходит, когда у родителей рождаются близнецы. Почему один ребенок может быть здоров, а второй нет?
Какие бывают близнецы
Таких близнецов, как Антон, обычно называют двойняшками, а научное название — разнояйцевые (или дизиготные) близнецы. Подобные двойни получаются, когда две яйцеклетки (а иногда и больше двух) оплодотворяются разными сперматозоидами. По сути, это обычные братья и сестры с примерно 50% общих генов, просто рожденные в одно время. Они отличаются друг от друга внешне и могут быть как одного пола, так и разных.
А вот когда одна яйцеклетка оплодотворяется одним сперматозоидом и после этого делится на два (или более) эмбриона, рождаются однояйцевые (или монозиготные) близнецы. Примерно треть спонтанных многоплодных беременностей такова. Генетический материал однояйцевых близнецов практически идентичен. Они очень похожи внешне и за редчайшим исключением, которое возможно лишь в случае хромосомной аномалии, однополые.
Самый редкий случай — полуидентичные близнецы. Такое случается при оплодотворении одной поделившейся надвое яйцеклетки двумя сперматозоидами. Формально такие дети — однояйцевые близнецы, поскольку появились из одной яйцеклетки, но общего генетического материала у них около 80%. И они могут быть разного пола.
Идентичны ли однояйцевые близнецы?
До недавнего времени считалось, что монозиготные близнецы — генетические копии друг друга, на этом, в частности, строился уважаемый научный метод исследования вклада генетики и среды в формирование человека. Но в 2021 году появилось любопытное исследование университета Исландии и биофармацевтической компании deCODE genetics.
Ученые секвенировали ДНК 381 пары однояйцевых близнецов, их родителей, детей и даже супругов, чтобы отследить все возможные генетические мутации. Оказалось, что лишь 38 пар близнецов (10%) были полностью генетически идентичны. В среднем же у каждой пары было 5,2 несоответствия, а у некоторых значительно больше — около 100. На фоне 3 миллиардов «букв» нашего генома это незначительные цифры, тем не менее все зависит от того, на какой участок ДНК эти замены приходятся. Если именно там закодировано что-то важное, последствия могут быть фатальными.
Мутационные процессы происходят благодаря неизбежным ошибкам в процессе репликации ДНК, которые обусловлены сложным механизмом копирования генетической информации. Эти ошибки хоть и встречаются крайне редко (иначе весь живой мир столкнулся бы с вымиранием), но все же реальны. Репликация ДНК необходима при каждом делении клетки, и, если подумать, насколько многочисленны клеточные деления от момента оплодотворения яйцеклетки до появления младенца, станет ясно: их число огромно, даже без точного количественного определения.
Один диагноз на двоих?
Поскольку у однояйцевых близнецов практически идентичный набор генов, они чаще страдают одними и теми же наследственными болезнями. У разнояйцевых близнецов такие совпадения случаются в 2–5 раз реже.
При моногенных заболеваниях вероятность, что оба близнеца будут больны, очень высока. В случае с генетическими заболеваниями кожи ситуация схожая: если один из монозиготных близнецов болен, второй будет страдать тем же заболеванием. В фонде «Дети-бабочки» есть подопечные монозиготные близнецы, например, «бабочки» — Маша и Даша Зиняевы, и близняшки-«рыбки» — братья Дандаровы.
Помимо моногенных, есть многофакторные заболевания — на их развитие влияет не один ген, а несколько разных, как правило, в сочетании с факторами среды. Таковы, например, диабет, аутоиммунные расстройства, психические заболевания. Здесь процент совпадения даже у однояйцевых близнецов гораздо ниже и сильно зависит от конкретной болезни.
Взаимодействие окружающей среды и личного образа жизни оказывает существенное воздействие на функциональность генов. Вариации внешних условий способны активировать или деактивировать гены — это определяет, каким образом происходит «чтение» генетического кода.
Даже в материнской утробе условия для близнецов могут незначительно отличаться: различная длина пуповины у каждого из них сказывается на снабжении питательными веществами и кислородом, что напрямую отражается на их внешнем виде, развитии органов и общем здоровье.
После рождения воздействие становится еще более многогранным: инфекции, химические соединения в окружающей среде, медикаменты, климатические условия — все это плюс индивидуальные привычки (курение, стрессовые ситуации), режимы сна и бодрствования, питание и физическая активность. Эти факторы способны как стимулировать работу определенных генов, так и подавлять ее. Со временем различия между близнецами усиливаются: накопление мутаций в ДНК сочетается со все более разнящимися условиями жизни каждого из близнецов, что приводит к заметным отличиям.
Что важно знать родителям близнецов
- У однояйцевых близнецов болезни часто совпадают, и чем сильнее на их развитие заболевания влияют гены, тем выше риск совпадения.
- У двойняшек (дизиготных близнецов) вероятность унаследовать генетическое заболевание такая же, как у обычных братьев и сестер.
- Образ жизни и среда могут повлиять на вероятность появления заболевания так же, как и гены.
- С течением жизни между близнецами накапливаются различия, связанные с окружающей средой и образом жизни.
- С возрастом различий в медицинских картах даже однояйцевых близнецов становится все больше.
Материал подготовлен при содействии фонда «Дети-бабочки».
