הוגו ורוס טרנר הם זוג תאומים חסרי פחד כעת במשלחת לגרינלנד. אחד מהם, רוס, משתמש באותו סגנון של ציוד ומתקנים ששימשו את ארנסט שקלטון לפני 100 שנה במשלחת הסיבולת המפורסמת שלו לאנטארקטיקה. הוא עובר דיאטה של ​​משלחת קוטב בתחילת המאה ה-20 ומושך מזחלת בסגנון שנות ה-1900.

הוגו לעומת זאת עושה שימוש בטכנולוגיה ובציוד המתקדמים ביותר שזמינים לחוקרים של ימינו. לכן שניהם יחוו את הסביבה הארקטית בצורה שונה מאוד. ההשפעה שתהיה לו על גופם, שהוא זהה מבחינה גנטית, עומדת בלב המחקר על זיהוי האופן שבו מתפתחות מחלות שונות והתפקיד של הגנים ואורחות החיים שלנו בגרימתן.

ניסוי במדעי הטבע

תאומים מספקים ניסוי טבעי ייחודי למחקר מדעי. תאומים זהים חולקים 100% מהגנים שלהם ותאומים לא זהים חולקים 50%. באמצעות השוואת ההבדלים והדמיון ביניהם, נוכל לזהות האם מחלה נובעת מנטייה גנטית או מגורמים סביבתיים.

אם נגלה שלזוגות תאומים זהים יש סיכוי גבוה יותר ללקות בשניהם מחלה או תכונה מאשר תאומים לא זהים, אזי יש למחלה רכיב גנטי חזק יותר. לעומת זאת, אם התאומים הזהים שלנו אינם דומים יותר מהתאומים הלא זהים שלנו, סביר יותר שהמחלה נגרמת על ידי גורמים סביבתיים או אורח חיים.

המחלקה לחקר התאומים מארחת את TwinsUK, מרשם התאומים המבוגרים הגדול ביותר בבריטניה ואספה שפע של נתונים ממתנדבים תאומים במשך 21 שנים מביקורים קליניים ושאלונים מפורטים. זה מאפשר לנו להסתכל על הגנטיקה של התאומים שלנו, אפיגנטיקה ו מיקרוביום מעיים. מידע נרחב זה על יותר מ-6,000 תכונות מאפשר לנו לזהות את התפקיד שאורח החיים והגנטיקה שלנו ממלאים במחלות רבות כמו סוכרת מסוג 2, מחלות לב ואוסטיאוארתריטיס.

גנים מול סביבה

המדע הגיע לנקודה מכרעת בקביעה כיצד בריאות האדם נקבעת על ידי המבנה הגנטי שלנו או גורמים סביבתיים. בעבר הקהילה הייתה מפולגת: מחנה אחד האמין בכך בתוקף גנטיקה הייתה התשובה לכל המחלות שלנו, בעוד השני הרגיש שהכל קשור אלינו סביבה ואורח חיים. אולם לאחרונה, צץ מחנה אפיגנטי שלישי, המראה כיצד הסביבה ואורח החיים שלנו יכולים למעשה לשנות את אופן פעולת הגנים שלנו ולהשפיע על בריאותנו והזדקנותנו.

שינויים אפיגנטיים מתרחשים בצורה הדרמטית ביותר ברחם ובגיל הרך. יש להם תפקיד מפתח בהפעלה וכיבוי של הגנים הנכונים בזמן הנכון כדי שנוכל לצמוח להתפתח בצורה מתאימה. שינויים אלו מאטים ברגע שאנו מגיעים לבגרות כאשר שינויים מתרחשים רק כל כמה שנים בכל הרקמות שלנו. אבל עכשיו אנחנו יודעים שלאורח החיים שלנו יש השפעה על השינויים האלה. לדוגמה, עישון יכול לגרום לתגים הכימיים הללו להיקשר ל-DNA שלנו ולהפעיל ולכבות גנים, ולגרום לנו נטייה למחלות כמו סרטן.

אנו מסוגלים להסתכל על תאומים זהים מבחינה גנטית, אך כאשר רק אחד נדבק במחלה (כגון סוכרת סוג 2), כדי לראות אילו הבדלים אפיגנטיים קיימים לקראת התפתחות המחלה ולאחריה.

אנחנו גם מתחילים להבין את התפקיד שיש למיקרוביום המעי שלנו - המכונה לעתים קרובות האיבר הנשכח - על הבריאות שלנו. באופן טבעי יש לנו טריליוני חיידקים במעיים שלנו, שכולם ביחד יכולים לשקול עד שני קילו. חיידקים אלו התפתחו יחד איתנו והם חיוניים להישרדותנו; עוזרים לנו לעכל את האוכל שלנו ולשמור עלינו בריאים.

חקר תאומים יכול לעזור לנו להבין כיצד נוכחות של חיידקים מסוימים או בעלי פרופורציות שגויות של חיידקים קשורה למחלות כולל השמנה וסוכרת. אנו אוספים כעת דגימות צואה של 5,000 מהתאומים שלנו, ויחד עם שפע המידע שיש לנו על אורחות חייהם והגנטיקה שלהם, זה יעזור לנו עוד יותר לחקור את התפקיד שמיקרובים במעיים שלנו ממלאים הן בבריאות והן במחלות.

פרויקט פולאר

הוגו ורוס אפשרו לנו לאסוף מגוון עצום של דגימות ביולוגיות ומידע על אורח חיים לפני ואחרי המשלחת שלהם לגרינלנד. אלה כוללים את גובהם, משקלם, לחץ דם, שומן ומסת שריר, צפיפות עצם, מגוון רחב של בדיקות דם, דגימת DNA בדם כדי שנוכל להסתכל על כל שינוי אפיגנטי שעלול להתרחש ודגימת צואה לצורך תובנה לגביהם. אומץ. השוואת תוצאות אלו לפני שהחלו באימונים, מיד לפני יציאתם למסע וכשהם חוזרים, נוכל לקבל מושג טוב כיצד הסביבה השפיעה על שניהם.

מכיוון שהוגו ורוס הם תאומים זהים וחולקים 100% מה-DNA שלהם, כל הבדלים שנראה בין התוצאות שלהם בסוף המחקר שאנו יכולים להניח נובע בעיקר מהחשיפה הסביבתית השונה שהם נתקלו בהם. האם נראה שרוס סבל יותר משימוש בציוד ואספקה ​​פחות מתוחכמים מאשר הוגו נותר לראות. אבל כך או כך אנחנו נרגשים להיות מסוגלים לקחת חלק במבחן הייחודי והקיצוני הזה של גנים מול סביבה, ולהבין טוב יותר את יחסי הגומלין בין גורמים סביבתיים וגנטיקה במחלות ובבריאות.

מאמר זה הופיע במקור שיחה

על המחבר

קירסטן וורד היא מנהלת פרויקטים של פרויקט EpiTwin בקינגס קולג' בלונדון. פרויקט זה הוא שיתוף פעולה עם המכון לגנומיקה בבייג'ינג (BGI) בוחן את ה-DNA המתקבל מדם מלא עבור תאומים ומשווה אותם עם הדפוסים בתאומים המשותפים שלהם. לימודי תאומים מתרכזים לרוב בדמיון בין התאומים, אך לצורך פרויקט זה נתרכז בהבדלים בין תאומים. בתחילה הצוות יתמקד בהשמנה, סוכרת, אלרגיות, מחלות לב, אוסטיאופורוזיס ואריכות ימים.