Загальні мітки на ДНК відрізняють однояйцевих близнюків по всьому світу.
Близнюками ми називаємо братів і сестер, які дуже схожі один на одного. З точки зору біології тут потрібно уточнити: найбільше схожі один на одного однояйцеві близнюки. Зазвичай після запліднення яйцеклітина дає початок одному ембріону. Потім вона починає ділитися, або, якщо говорити більш точно, - дробитися. Дроблення означає, що всередині початкової великої яйцеклітини з'являються безліч більш дрібних клітин. Великий обсяг яйцеклітинної цитоплазми ніби нарізається на безліч шматочків. У кожному шматочку є повна копія геному - материнських і батьківських хромосом, об'єднаних при заплідненні. У підсумку в межах яйцеклітини з'являється клітинна маса, з якої починає розвиватися зародок.
Але іноді трапляється так, що в межах однієї яйцеклітини з'являються дві такі клітинні маси, які вирішують, що обидві вони гідні дати початок зародку - так виходять однояйцеві близнюки. (Однояйцеві - оскільки утворюються з однієї вихідної яйцеклітини.) Чому так виходить, досі не цілком зрозуміло. Якихось спеціальних генів тут немає: схильність народжувати однояйцевих близнюків не передається у спадок, немає сімей, в яких однояйцеві близнюки з'являлися б частіше, ніж у інших. По всьому світу вони з'являються з однаковою частотою - близько 3-4 разів на тисячу пологів.
Співробітники Амстердамського вільного університету виявили в однояйцевих близнюків одну молекулярну особливість, яка, можливо, частково пояснює те, як вони з'являються. Особливість ця стосується епігенетики - або, точніше, одного із способів довготривалої генетичної регуляції. На нашій ДНК час від часу за допомогою спеціальних ферментів з'являються і зникають метильні групи: вони сидять на певних генетичних літерах (тобто азотистих підставах, з яких складається ДНК) і змінюють активність генів. Сам генетичний текст залишається незмінним, тому такий спосіб регуляції і називають епігенетичним. Метильні модифікації виникають і зникають у зв'язку з якимись процесами, які відбуваються як всередині нашого організму, так і в навколишньому середовищі, і залишаються на ДНК дуже довго, часом на все життя. (Про всяк випадок підкреслимо, що метильні модифікації - лише один з епігенетичних способів регуляції генетичної активності; є й інші.)
У однояйцових близнюків генетичний текст ідентичний (насправді не повністю: не так давно ми писали, як і чому навіть однояйцеві близнюки відрізняються за ДНК). Що можна сказати про їхні епігенетичні особливості? Є дані, що епігенетика (в сенсі метильних модифікацій) у однояйцових близнюків дещо відрізняється. Однак у статті в Nature Communications мова не про відмінності, а про схожості - автори роботи пишуть, що у всіх однояйцових близнюків у малюнку епігенетичних модифікацій на ДНК є одні й ті самі особливості.
Дослідники проаналізували понад 450 тисяч точок на ДНК, на яких можуть бути метильні мітки, в геномах приблизно шести тисяч близнюків, як однояйцових, так і різнояйцових (тобто сформованих з різних яйцеклітин). У підсумку вдалося визначити 834 точки в геномі, які створюють «малюнок близнюковості»: у будь-якого однояйцового близнюка, будь він старий або молодий, народися він у Фінляндії або в Австралії, малюнок метильних модифікацій буде говорити про те, що він розділив з кимось запліднену яйцеклітину. Більше того, навіть не знаючи, чи є у людини однояйцовий близнюк чи ні, це можна визначити з 80-відсотковою точністю, проаналізувавши його епігенетику. І навіть якщо другий близнюк не став розвиватися в повноцінної дитини, а зник на ранніх стадіях розвитку (досить відомий біологічний феномен), то все одно про те, що він був, можна зрозуміти за епігенетичними модифікаціями його брата або сестри, які все-таки з'явилися на світ.
Деякі епігенетичні мітки, що вказують на однояйцеву близнюковість, сидять на генах, які керують ембріональним розвитком і від яких, серед іншого, залежить те, наскільки щільно клітини зародка поєднані один з одним. Можна припустити, що якщо клітини з'єднані один з одним слабо, то вони з більшою ймовірністю утворюють дві незалежних заготовки для двох зародків. Однак поки що дослідники не стверджують прямо, що однояйцеві близнюки виникають саме через такі епігенетичні зміни. Характерний епігенетичний малюнок на ДНК цілком може бути наслідком того, що яйцеклітина вирішила розпастися на два ембріони. Але, так чи інакше, ці молекулярні особливості повинні дати нам більше інформації як про близнюків, так і взагалі про ембріональний розвиток людини.