Los gemelos idénticos acumulan diferencias genéticas en el útero
ARRIBA: Jon gustafsson/decode
Los gemelos idénticos no son tan idénticos como se suponía anteriormente, según un estudio publicado hoy (7 de enero) en Genética natural. En lugar de tener exactamente las mismas secuencias de ADN, los gemelos comienzan a acumular variación genética desde las primeras etapas de desarrollo, según descubrieron los investigadores de la empresa deCODE genetics con sede en Islandia, lo que significa que un gemelo alberga variantes que no están presentes en el otro.
También conocidos como gemelos monocigóticos porque se desarrollan a partir de un solo óvulo fertilizado, los gemelos idénticos han sido durante mucho tiempo fundamentales para la investigación sobre los efectos relativos de los genes y el medio ambiente, es decir, la naturaleza frente a la crianza. Aunque todo el mundo acumula algunas mutaciones genéticas a lo largo de su vida, se supuso que las diferencias en los gemelos idénticos eran mínimas, especialmente cuando los gemelos son jóvenes, lo que permitió a los investigadores estudiar cómo los diferentes entornos influyen en el desarrollo de personas con el mismo genotipo.
El nuevo estudio se enfoca específicamente en las mutaciones que ocurren antes de que los embriones se formen a partir de la masa de células dentro del blastocisto, una estructura que se implanta en la pared uterina. Durante esta etapa de desarrollo, esta masa celular interna puede dividirse para formar dos embriones que se desarrollan por separado.
Aprovechando las bases de datos genéticas deCODEs para analizar la variación en múltiples células muestreadas de 381 pares de gemelos monocigóticos y sus familiares inmediatos, el Los investigadores identificaron una serie de mutaciones que surgieron durante esta etapa de desarrollo en solo un miembro de cada par, lo que significa que al nacer, los llamados gemelos idénticos ya pueden diferir genéticamente entre sí.
Kri Stefnsson, CEO y fundador de deCODE y coautor del nuevo estudio, habló con The Scientist sobre cómo él y su equipo lograron identificar estas mutaciones y qué significan los hallazgos para la investigación en genética y biología del desarrollo.  ;
El científico: ¿Cómo pudieron usted y sus colegas identificar mutaciones que habían surgido específicamente durante el desarrollo?
Kri StefnssonMAGNUS ANDERSEN
Kri Stefnsson: A b Para poder hacer este estudio, tuvimos que secuenciar los genomas de gemelos idénticos, sus padres, sus hijos y sus cónyuges. Por lo tanto, se convierte en un estudio bastante extenso y se debe realizar una gran cantidad de secuencias para poder determinar el momento y la naturaleza de las mutaciones.
Nosotros [observamos] mutaciones tempranas que son específicas de uno de los gemelos y por mutaciones tempranas, me refiero a mutaciones que ocurrieron lo suficientemente temprano como para que se encuentren en al menos algunas de las células somáticas del individuo, y también se encuentran en los hijos de ese individuo, lo que significa que entran en las células germinales.
Si las encuentra tanto en las células somáticas como en las germinales del individuo, sabrá que la mutación se produjo antes de que se decidiera que la célula debía convertirse en germinal. Lo llamamos . . antes de la especificación de la célula germinal primordial. Esa es la determinación más importante para demostrar que se trata de una mutación temprana.
TS: ¿Cuán diferentes eran los gemelos idénticos entre sí?
KS: Se diferenciaron en 5.2 mutaciones de desarrollo temprano, en promedio. Pero hay un 15 por ciento de ellos que tienen un número sustancial de estas mutaciones tempranas.
Hemos encontrado un par de gemelos donde uno de los gemelos tiene mutaciones en todas las células de su cuerpo, y no se encuentran en cualquier célula del cuerpo del otro gemelo. Eso significa básicamente que uno de los gemelos se forma únicamente a partir del descendiente de la célula donde se produjo la mutación. . . . Entonces hemos encontrado gemelos cuando la mutación se encuentra en todas las células del cuerpo de uno de los gemelos, y en el 20 por ciento de las células del cuerpo del otro gemelo. Entonces, uno de los gemelos se acaba de formar a partir del descendiente de esta célula donde ocurrió la mutación, y el otro está formado en parte por descendientes de esas células y en parte por otra cosa. . . . Esta es la primera vez que esto se demuestra.
Lo interesante de esto es que cuando miras todas las combinaciones que hemos encontrado. . . parece que la coincidencia es un factor extraordinariamente importante en el que las células de la masa celular interna intervienen en la formación de una persona.
TS: ¿Fueron ¿Puedes establecer qué causó estas mutaciones?
KS: La mayoría de esas mutaciones, como la mayoría de las mutaciones en general, suceden durante la replicación de las células, son errores de replicación. Una de las cosas que hicimos fue observar el tipo de mutaciones que ocurren durante el desarrollo, y pudimos demostrar que el tipo de mutaciones que ocurren al principio difieren de las mutaciones que ocurren más tarde, lo que en realidad no es una sorpresa para nadie.
Esto sin duda coloca un nuevo tipo de carga sobre aquellos que usan gemelos idénticos para establecer la separación entre la naturaleza y la crianza.
Hay, por ejemplo, un tipo específico de mutación que depende de la metilación. Esa es la mutación de CpG a TpG que se considera que depende de la desmetilación de CpG metilados. [Nota del editor: CpG es una citosina seguida de una guanina, mientras que TpG es una timina seguida de una guanina.] Podemos demostrar que el número de esas mutaciones aumenta con el desarrollo. Por lo tanto, son raras [entre] estas mutaciones muy tempranas, porque no se ha producido la metilación, o se ha producido una cantidad muy pequeña de la metilación.
TS: Los estudios de gemelos han jugado un papel importante en muchas investigaciones genéticas. ¿Cómo afectan sus hallazgos a ese tipo de investigación?
KS: [se relaciona con] la suposición de que las diferencias entre gemelos idénticos siempre se deben al medio ambiente. Tomemos, por ejemplo, los estudios que analizan el autismo en gemelos idénticos que se crían por separado o separados. La interpretación clásica de cualquier diferencia [encontrada] sería que la diferencia entre ellos se debe a diferentes entornos. Pero antes de que puedas hacer esa interpretación, es mejor que te asegures de que uno de ellos no tenga una mutación de novo en un gen importante que el otro no tenga. Así que esto ciertamente supone un nuevo tipo de carga para aquellos que usan gemelos idénticos para establecer la separación entre la naturaleza y la crianza.
Este no es solo un estudio que tiene relevancia en lo que respecta a la comprensión de la genética, sino también desarrollo humano: ¿Cómo investigamos el desarrollo humano temprano de una manera ética, una manera no intervencionista? Esta es una forma de hacerlo. Podemos comenzar a usar las mutaciones para desarrollar [una] comprensión de cómo se asignan las células desde el embrión temprano para desarrollar los diversos órganos del cuerpo.
TS: Entonces, ¿deberíamos dejar de referirnos a los gemelos monocigóticos como idénticos?
KS: [Risas] Creo que los gemelos idénticos, todos , siempre van a ser lo suficientemente similares entre sí como para no ofender a nadie llamarlos idénticos. Pero yo creo eso . . . cuando intenta comprender las diferencias que pueden existir entre los gemelos monocigóticos, debe alejarse uno o dos pasos del término idéntico.
H. Jonsson et al., Diferencias entre los genomas de la línea germinal de gemelos monocigóticos, Nat Gen, doi:10.1038/s41588-020-00755-1 , 2021.
Nota del editor: la entrevista se editó por motivos de brevedad.