双子は「同一ではない」可能性がある ― さらに興味深い双子の事実

毎年、双子の兄弟姉妹が地球上からオハイオ州ツインズバーグを訪れ、今年は 8 月 4 日から 6 日まで開催される双子の日フェスティバルに参加します。 これは双子の集まりとしては世界最大であり、現在の傾向が普及すればさらに規模が大きくなるでしょう。

1915 年頃から 1980 年まで、米国で生まれた赤ちゃんの 50 人に 1 人は双子でした。 その後、その数は 30 人に 1 人にまで急増しており、減少する兆しはありません。 まだまれではありますが、双子の出産の劇的な増加は、早産や低出生体重など、双子の母親とその子供たちにとって、より多くの健康上の悪影響を意味する可能性があります。

しかし、遺伝学者にとって、双子の誕生は祝福すべきことだ。 双子は、科学者が他では入手できない生物学的情報の宝庫です。 これらは、科学者が摂食障害、肥満、性的指向、さまざまな心理的特徴などの病気やその他の状態を理解するのに役立ちます。

双子の研究は、研究者に、異なるライフスタイルや習慣が同じ遺伝子設計図を持つ 2 人にどのような影響を与えるかについて新たな洞察を与えることもできます。 双子の研究は、世代を超えて受け継がれる形質に影響を与える可能性のある遺伝的および環境的要因の影響を調べるのに非常に役立ちます。

双子が自然育成に関する議論の最前線に立つことが多いのはそのためです。 何十年もの間、人々は遺伝子（自然）と環境（育成）のどちらが私たちに大きな影響を与えるかについて議論してきました。 双子の研究が手がかりを与えてくれます。 一卵性双生児、つまり一卵性双生児は、DNA の 99.99 パーセントを共有します。 それらは似ているか、ほぼ似ています。 彼らは同じ色の目、同じ色の髪、すべてがほぼ同じです。 二卵性双生児、つまり二卵性双生児は、遺伝子の 50 パーセントを共有しています。 一卵性双生児が二卵性双生児よりも高い程度に形質を共有している場合、関連する遺伝子がその形質に大きな影響を与えたと結論付けるのは安全です。 一方、二卵性双生児と一卵性双生児の両方が同じ形質を共有している場合、遺伝子ではなく環境がその特定の形質に影響を与えている可能性があります。

一卵性双生児は、科学者が環境が遺伝子の機能にどのような影響を与えるかを判断するのにも役立ち、ひいては特定の形質や病気が遺伝学と環境のどちらに大きく依存しているかを解明するのにも役立ちます。 2015 年、雑誌 Nature Genetics は、世界中の双子の研究の包括的なレビューを実施しました。 研究者らは、平均して、環境要因と遺伝的要因が人の特性や罹患する可能性のある病気に影響を与える可能性は均等であると結論付けています。

スコットとマーク・ケリーはかつて一卵性双生児の兄弟でした。 その後、スコット・ケリーが国際宇宙ステーションに乗って地球周回軌道で 1 年間過ごしたところ、すべてが変わりました。 着陸したとき、彼の身長は 5 cm (2 インチ) 伸び、体重は大幅に減少しており、NASA の研究者によると、彼の DNA の側面が変化していたとのことです。 彼と彼の兄弟はもはや同一ではありませんでした。

いいえ、スコットは地球外生命体になったわけではありません。 その代わりに、あまりにも長い間宇宙で生活することによるストレスが、少なくともしばらくの間、彼の遺伝子の働き方を変えてしまったのだ。 スコットとマークは本質的に同じDNAを共有しているため、科学者たちはスコットの旅の前後で男性の遺伝子を比較した。 研究者らは、とりわけ、放射線がすべての染色体の末端にある DNA の部分 (いわゆるテロメア) に損傷を与えるかどうかを知りたいと考えていました。

テロメアは、生地がほつれるのを防ぐ、靴紐の端にあるプラスチックの先端のようなものです。 保護カバーがないと、棒状 DNA の末端が損傷する可能性があります。 予備実験では、スコットのテロメアは軌道上では平均長が大幅に増加したが、着陸後48時間以内に短くなることが判明した。 対照的に、彼の兄弟のテロメアは比較的安定したままでした。

スコットの軌道上での 1 年間は、彼の免疫システム、骨の形成方法、視力、その他の生物学的機能も変化させました。 これらの遺伝子変化のほとんどは正常に戻りました。 しかし、研究者らは彼の遺伝子発現の7パーセントも変化していることを発見した。 遺伝子の発現は、遺伝子がオフになるかオンになるかを決定し、それによって細胞の機能が変化します。 環境要因、この場合は宇宙旅行のストレスがこのプロセスに影響を与える可能性があるため、科学者たちは心配しませんでした。 その結果、スコットの体は一部の遺伝子を静め、他の遺伝子を増幅させた。