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Gemelos idénticos comparten similitud molecular
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Gemelos idénticos comparten similitud molecular

Los gemelos idénticos pueden compartir más que genes idénticos: similitud molecular.

Gemelos recién nacidos
Crédito: © Barbara Helgason / Fotolia.


Un grupo internacional de investigadores ha descubierto un nuevo fenómeno que ocurre en gemelos idénticos: independientemente de sus genes idénticos, comparten un nivel adicional de similitud molecular que influye en sus características biológicas. Los investigadores proponen un mecanismo para explicar el nivel extra de similitud y muestran que está asociado con el riesgo de cáncer en la edad adulta. Los resultados aparecen en la revista Genome Biology.

"Las características de un individuo dependen no solo de los genes heredados de los padres sino también de la epigenética, que se refiere a los mecanismos moleculares que determinan qué genes se activarán o desactivarán en diferentes tipos de células. Si vemos el ADN de uno como el hardware de la computadora, La epigenética es el software que determina lo que la computadora puede hacer ", dijo el autor principal, el Dr. Robert A. Waterland, profesor asociado de pediatría: nutrición en el Centro de Investigación de Nutrición Infantil USDA / ARS y el Hospital Infantil de Texas y de genética molecular y humana en Baylor College of Medicine.

La epigenética funciona mediante la adición o eliminación de etiquetas químicas a los genes para marcar cuáles deberían usarse en diferentes tipos de células. Una de las etiquetas mejor estudiadas, que se sabe que juega un papel importante en el desarrollo y el cáncer, es el grupo químico metílico. Aquí, en un gran grupo de pares de gemelos idénticos y fraternales, Waterland y sus colegas estudiaron un grupo de genes llamados epialéleos metaestables. El trabajo previo indicó que las etiquetas de metilo se agregan aleatoriamente a los epialéolos metaestables durante el desarrollo embrionario temprano y se mantienen durante toda la vida.

"Esperábamos que los patrones de etiquetas de metilo añadidas a los epiallelos metaestables fueran igualmente aleatorios en gemelos idénticos y gemelos fraternos", dijo Waterland. "En cambio, encontramos que los patrones de metilación coincidían casi a la perfección en gemelos idénticos, un grado de similitud que no podía ser explicado por los gemelos que comparten el mismo ADN. Llamamos a este fenómeno 'superesimilitud epigenética'".

Los gemelos idénticos se forman cuando el embrión temprano, esencialmente una bola de células, se divide en dos partes y cada una continúa desarrollándose en un ser humano separado. Los autores propusieron y probaron un modelo simple para explicar la superesimilitud epigenética.

"Si, en este grupo de genes, los marcadores epigenéticos se establecen antes de que el embrión se divida en dos, entonces los marcadores serán los mismos en ambos gemelos", dijo Waterland. "En esencia, ambos gemelos heredan una memoria molecular íntima de su legado de desarrollo compartido como individuo individual. Por otro lado, los genes en los que los marcadores epigenéticos se establecen después de que el embrión se divide pueden tener mayores diferencias epigenéticas entre los dos gemelos".

Conexión de cáncer

La supersimilaridad epigenética parece ocurrir en un grupo relativamente pequeño de genes, pero, como descubrieron los investigadores, muchos de estos están asociados con el cáncer. Para probar si estos marcadores epigenéticos podrían afectar el riesgo de cáncer, los científicos de Houston se asociaron con epidemiólogos del cáncer que llevan a cabo el Estudio del Cohorte de Colaboración de Victoria's Melbourne Melbourne en Melbourne, Australia. En la década de 1990, este gran estudio se estableció para evaluar diferentes factores de riesgo para el cáncer.

"Al analizar muestras de ADN de sangre periférica de adultos sanos en nuestro estudio, hemos podido demostrar que la metilación en genes epigenéticamente supersimilares está asociada con el riesgo de desarrollar posteriormente varios tipos de cáncer, incluidos cáncer de pulmón, próstata y colorrectal", dijo el Dr. Roger Milne, profesor asociado y director de Epidemiología del Cáncer en Cancer Council Victoria, y autor del estudio.

Este estudio muestra que, a nivel epigenético, los gemelos idénticos son más similares entre sí que los reconocidos previamente.

"Nuestros hallazgos deberían impulsar una reevaluación de estudios genéticos previos en mellizos", dijo Waterland. "Durante décadas, los investigadores han estudiado gemelos genéticamente idénticos para estimar qué proporción del riesgo de la enfermedad es determinada por los genes de uno. En la medida en que la superesimilitud epigenética afecta el riesgo de enfermedad, como indican nuestros resultados, las estimaciones de riesgo genético basadas en estudios de gemelos se han inflado. "


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