Twin Research untersucht Gene und Umwelt

 

Twin Research untersucht Gene und Umwelt

Hugo und Ross Turner sind zwei unerschrockene Zwillinge derzeit auf Expedition nach Grönland. Einer von ihnen, Ross, verwendet dieselbe Art von Ausrüstung und Einrichtungen, die Ernest Shackleton 100 vor Jahren in seiner berühmten Endurance-Expedition in die Antarktis eingesetzt hat. Er hat eine polnische Expeditionsdiät aus dem frühen 20. Jahrhundert und zieht einen 1900s-Schlitten.

Hugo dagegen nutzt die modernsten Technologien und Geräte, die den heutigen Forschern zur Verfügung stehen. Die beiden werden die arktische Umgebung daher sehr unterschiedlich erleben. Die Auswirkungen, die sie auf ihren Körper haben werden, die genetisch identisch sind, stehen im Mittelpunkt der Forschung, um herauszufinden, wie sich verschiedene Krankheiten entwickeln und welche Rolle unsere Gene und Lebensweisen dabei spielen.

Naturwissenschaftliches Experiment

Zwillinge bieten ein einzigartiges natürliches Experiment für die wissenschaftliche Forschung. Eineiige Zwillinge teilen 100% ihrer Gene und nicht-identische Zwillinge teilen 50%. Durch die Unterschiede und Ähnlichkeiten zwischen ihnen zu vergleichen, können wir erkennen, ob eine Krankheit mit einer genetischen Veranlagung oder Umweltfaktoren zurückzuführen ist.


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Wenn wir feststellen, dass identische Zwillingspaare häufiger an einer Krankheit oder einem Merkmal leiden als nicht identische Zwillinge, dann hat die Krankheit wahrscheinlich eine starke genetische Komponente. Wenn jedoch unsere identischen Zwillinge nicht ähnlicher sind als unsere nicht identischen Zwillinge, ist es wahrscheinlicher, dass die Krankheit durch Umwelt- oder Lebensstilfaktoren verursacht wird.

Die Abteilung für Zwillingsforschung beherbergt TwinsUK, das größte Register für erwachsene Zwillinge in Großbritannien, und hat über 21-Jahre eine Fülle von Daten von Zwillingsfreiwilligen durch klinische Besuche und ausführliche Fragebögen gesammelt. Dies ermöglicht uns einen Blick auf die Genetik unserer Zwillinge, Epigenetik und gut Microbiome. Diese umfangreiche Informationen über mehr als 6,000 Züge ermöglicht es uns, die Rolle, die unseren Lebensstil und Genetik bei vielen Krankheiten wie Typ-2 Diabetes, Herzerkrankungen und Arthrose spielen zu identifizieren.

Gene im Vergleich zur Umwelt

Die Wissenschaft hat einen entscheidenden Punkt erreicht, um zu bestimmen, wie die menschliche Gesundheit durch unsere genetische Ausstattung oder Umweltfaktoren bestimmt wird. Zuvor war die Gemeinde geteilt: ein Lager glaubte fest daran Genetik war die Antwort auf alle unsere Krankheiten, Während die andere das Gefühl, dass es war alles mit unserem zu tun Umwelt und Lebensstil. In letzter Zeit hat sich jedoch ein drittes epigenetisches Lager herausgebildet, das zeigt, wie unsere Umwelt und unser Lebensstil die Arbeitsweise unserer Gene verändern können und unsere Gesundheit und unser Alter beeinflussen können.

Epigenetische Veränderungen treten am stärksten im Mutterleib und in der frühen Kindheit auf. Sie haben eine Schlüsselrolle dabei, die richtigen Gene zur richtigen Zeit ein- und auszuschalten, damit wir wachsen können Entwicklung geeigneter. Diese Veränderungen verlangsamen sich, sobald wir das Erwachsenenalter erreicht haben. Änderungen treten nur alle paar Jahre in unseren Geweben auf. Aber wir wissen jetzt, dass unser Lebensstil Auswirkungen auf diese Veränderungen hat. Zum Beispiel kann das Rauchen dazu führen, dass diese chemischen Markierungen an unsere DNA binden und Gene ein- und ausschalten, was uns zu Krankheiten wie z Krebs.

Wir sind in der Lage, Zwillinge zu betrachten, die genetisch identisch sind, bei denen jedoch nur einer eine Erkrankung (zB Typ 2-Diabetes) erkrankt sehen, welche epigenetischen Unterschiede vorhanden sind im Vorfeld der Entwicklung der Krankheit und danach.

Wir beginnen auch zu verstehen, welche Rolle unser Darm-Mikrobiom - oft als das vergessene Organ bezeichnet - für unsere Gesundheit hat. Wir haben natürlich Billionen Bakterien in unserem Darm, die alle zusammen wiegen können zwei Kilo. Diese Bakterien haben sich mit uns entwickelt und sind für unser Überleben lebenswichtig. Helfen Sie uns, unser Essen zu verdauen und gesund zu bleiben.

Zwillinge Studium kann uns helfen zu verstehen, wie das Vorhandensein bestimmter Bakterien oder die falschen Proportionen von Bakterien, die sich im Zusammenhang mit Krankheiten, einschließlich Fettleibigkeit und Diabetes. Wir sammeln derzeit Fäkalienproben unserer Zwillinge auf 5,000. Zusammen mit der Fülle an Informationen, die wir über ihren Lebensstil und ihre Genetik haben, können wir damit weiter untersuchen, welche Rolle Mikroben in unseren Eingeweiden für Gesundheit und Krankheit spielen.

Polarprojekt

Hugo und Ross haben uns erlaubt, vor und nach ihrer Grönland-Expedition eine große Auswahl biologischer Proben und Informationen zum Lebensstil zu sammeln. Dazu gehören Größe, Gewicht, Blutdruck, Fett- und Muskelmasse, Knochendichte, eine Vielzahl von Blutuntersuchungen, eine DNA-Blutprobe, damit wir eventuelle epigenetische Veränderungen überprüfen können, und eine Stuhlprobe, die einen Einblick in deren Körper ermöglicht Eingeweide. Vergleicht man diese Ergebnisse, bevor sie mit dem Training begonnen haben, unmittelbar bevor sie ihre Expedition beginnen, und wenn sie zurückkommen, können wir eine gute Vorstellung davon bekommen, wie die Umwelt sie beide beeinflusst hat.

Da Hugo und Ross identische Zwillinge sind und 100% ihrer DNA teilen, werden alle Unterschiede, die wir zwischen ihren Ergebnissen am Ende der Forschung sehen, hauptsächlich auf die unterschiedlichen Umwelteinflüsse zurückzuführen sein, denen sie ausgesetzt sind. Ob wir sehen werden, dass Ross mehr durch die Verwendung von weniger hoch entwickelten Geräten und Einrichtungen als Hugo gelitten hat, bleibt abzuwarten. Auf jeden Fall sind wir aufgeregt, an diesem einzigartigen und extremen Test von Genen im Vergleich zur Umwelt teilnehmen zu können und das Zusammenspiel von Umweltfaktoren und Genetik bei Krankheit und Gesundheit besser zu verstehen.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Das Gespräch

Über den Autor

Ward KirstenKirsten Ward ist Projektmanagerin des EpiTwin-Projekts am King's College London. Dieses Projekt ist eine Zusammenarbeit mit dem Beijing Genomics Institute (BGI), bei der die aus Vollblut gewonnene DNA für Zwillinge untersucht und mit den Mustern in ihrem Co-twin verglichen wird. Zwillingsstudien konzentrieren sich in der Regel auf die Ähnlichkeiten zwischen den Zwillingen. Im Rahmen dieses Projekts werden wir uns jedoch auf die Unterschiede zwischen den Zwillingen konzentrieren. Zunächst konzentriert sich das Team auf Fettleibigkeit, Diabetes, Allergien, Herzkrankheiten, Osteoporose und Langlebigkeit.

 

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