¿Son realmente idénticos los genomas de gemelos idénticos?

Pensamos generalmente que los gemelos monocigóticos son clones naturales, que son los gemelos idénticos. Al principio del desarrollo, el embrión se divide, se separa y produce dos grupos de células cuyos genes son idénticos, cada uno los cuales crecerá hasta devenir en un bebé distinto pero igual.

Los resultados de un nuevo estudio publicado en Nature indican que la asignación de células durante el desarrollo da forma a las diferencias genómicas entre gemelos monocigóticos. Pero ¿cuán relevante es esto para determinar que los gemelos no son idénticos?

Gemelos monocigóticos

Los monocigóticos son tan parecidos que, incluso en 2009, en Alemania, se levantó la orden de arresto de dos de ellos al no poderse demostrar cuál había sido el autor de un robo de joyas en Berlín dado su extraordinario parecido (ADN incluido). Pero tal vez una pequeña variación en el ambiente puede producir efectos muy grandes en el fenotipo (o al contrario), como la mariposa que aletea las alas en una punta del mundo y, por arte de birlibirloque, acaba generando huracanes en la otra punta.

Pero antes del nacimiento de los gemelos, podemos tener en cuenta otros aspectos importantes que podrían menoscabar la suposición común de que las secuencias de los genomas de los gemelos monocigóticos son casi idénticas. De hecho, hay una escasez de estudios que caractericen las diferencias genómicas entre estos gemelos.

Así pues, se desconoce el número promedio de diferencias entre los genomas de gemelos monocigóticos. Además, se desconocen los tipos de mutaciones que conducen a estas diferencias y su momento. Eso es lo que ha tratado de dilucidar el estudio citado.

Para estimar el número y el momento de las mutaciones que difieren entre gemelos monocigóticos, se buscaron mutaciones poszigóticas presentes en el tejido somático de uno de los gemelos, pero no en el otro, y las se cronometraron comparando los datos de secuenciación del genoma completo (WGS) de gemelos monocigóticos, su descendencia, cónyuges y padres.

Se mostró entonces que los gemelos monocigóticos difieren en promedio en** 5.2 mutaciones tempranas del desarrollo** y que aproximadamente el 15% de los gemelos monocigóticos tienen un número sustancial de estas mutaciones tempranas del desarrollo específicas de uno de ellos.

Las mutaciones CpG> TpG aumentaron en frecuencia con el desarrollo embrionario, coincidiendo con un aumento en la metilación del ADN. Así pues, los resultados indican que la asignación de células durante el desarrollo da forma a las diferencias genómicas entre gemelos monocigóticos.

Con todo, hay que hacer algunas precisiones a propósito de estos hallazgos.

Precisiones sobre estos resultados

Este estudio es uno de los cientos de artículos de deCODE (por sus siglas en inglés DEcentralised Citizen Owned Data Ecosystem), que han demostrado repetidamente cuánto se puede profundizar aún en la biología humana cuando se tiene la secuencia genómica de todo un país.

Los autores estudiaron un subconjunto de mutaciones de novo (una mutación de novo es una mutación que aparece por primera vez en una familia, ni los padres ni los abuelos presentan esta alteración genética) que surgen después de la formación del cigoto (es decir, después de la fusión del esperma y el óvulo).

La mayoría de las mutaciones de novo son pre-cigóticas y están presentes en el esperma o el óvulo. Los autores informan 5,2 mutaciones post-cigóticas en el 15% de los gemelos. Esto es ~ 0.1% de la tasa total de mutación de novo, que es 74 por individuo.

Debemos tener en cuenta que un ser humano tiene seis mil millones de pares de bases (considerando el genoma diploide). Por consiguiente, la tasa de mutación post cigótica es 5.2 / 6e09 \u003d 8.6e-10, lo que viene a suponer una simple gota en el océano del genoma.

Las mutaciones pre-cigóticas son menos aleatorias ya que están asociadas con el sexo y la edad de los padres. Pero, es probable que las mutaciones post-cigóticas ocurran por azar.

Por lo tanto, la mayoría de las asociaciones de efectos grandes notificadas para mutaciones de novo probablemente se deben a mutaciones precigóticas. El estudio de Nature no muestra nada sobre la patogenicidad o los efectos fenotípicos de las mutaciones post-cigóticas.

Dados estos antecedentes, afirmar que los hallazgos de este estudio cuestionan la validez de los estudios de heredabilidad basados ​​en gemelos es injustificado. Los gemelos idénticos siguen siendo esencialmente idénticos en su secuencia genómica.