bean_twin_brothers_by_shuberth-d3a846u

Eeneiige tweelingen (Engels: identical twins) ontstaan door het splitsen van één bevruchte eicel, waardoor het erfelijk materiaal van beide leden, het DNA, gelijk is. Tweelingen zijn onmisbaar gebleken voor veel medisch onderzoek; ieder verschil in gedrag, uiterlijk, IQ, ziekte en gezondheid tussen het ene of het andere lid van de tweeling móet namelijk veroorzaakt zijn door omgevingsfactoren. Tweelingonderzoek vormt zo de basis van de vraag of eigenschappen, gedrag en aanleg voor ziektes aangeboren (nature) zijn of veroorzaakt worden door omgevingsfactoren (nurture). Er zijn al meer dan 10.000 artikelen gepubliceerd waarin verschillen en overeenkomsten tussen leden van eeneeiige tweelingen onderzocht zijn. Ook bestaan er vele tweelingonderzoeksinstituten en -databases voor wetenschappelijk onderzoek, zoals ook het Nederlandse tweelingregister. Toch is de tweeling mogelijk niet de super-proefpersoon die we altijd dachten. Een recent verschenen onderzoek suggereert dat eeneiige tweelingen genetisch misschien helemaal niet zo gelijk zijn als altijd werd gedacht. Legt dat een bom onder alle tweelingconclusies uit het verleden?

Epigenetica

Al in de 70’er jaren werd duidelijk dat je DNA  niet je hele leven gelijk blijft. Het vakgebied dat dit bestudeert wordt epigenetica (letterlijk “boven genetica”) genoemd, en er is de laatste 20 jaar steeds meer over bekend geworden. Allerlei gebeurtenissen tijdens het leven, zoals het eten van een hamburger, de geboorte van je kind of een infectie kunnen “chemische vlaggetjes” op het DNA plaatsen (methylatie). Hierdoor wordt het DNA niet echt anders, maar kunnen bepaalde genen vaak wel beter of minder goed gelezen worden. Methylatie verandert zo de activiteit van genen, en kan een effect hebben op een heel individu. Epigenetische veranderingen stapelen zich op tijdens het leven (zie bijvoorbeeld hier) en zo kan bij het ene lid van een tweeling uiteindelijk een bepaald gen makkelijker worden afgelezen. Iets dergelijks is bijvoorbeeld ontdekt in tweelingen waarvan het ene lid de huidziekte psoriasis had en het andere niet. Epigenetische veranderingen kunnen een deel van de verschillen in intelligentie, aanleg voor het ontwikkelen van diabetes en vatbaarheid voor depressies verklaren. Maar de meeste epigenetische veranderingen worden niet doorgegeven aan nakomelingen, en het DNA van de twee leden van de tweeling is eigenlijk nog steeds identiek.

Gekopieerde genen

In 2008 schreven de Amerikaan Carl Bruder met collega’s uit Zweden en Nederland over tweelingen met de ziekte van Parkinson. Het ene lid in een aantal van deze tweelingen had wel Parkinson; het andere niet. Bij vergelijking van het DNA van deze tweelingen zagen de onderzoekers verschillen in het aantal kopieën van bepaalde genen, die mogelijk betrokken konden zijn bij de ziekte van Parkinson (zie hier). Maar hun onderzoek had nog meer impact, want het betekent zelfs dat veranderingen in het DNA kunnen plaatsvinden, nádat de bevruchte eicel zich in twee afzonderlijke embryo’s splitst, (post-twinning).

Na deze studie bleef het een tijdje stil op dit gebied. Andere onderzoekers konden de gegevens niet goed reproduceren. Tot een paar maanden geleden, toen een studie van onderzoekers uit de Verenigde Staten en Nederland verscheen. Zij bestudeerden tweelingen waarvan het ene lid wel, en het andere geen last had van aandachtsstoornissen (zoals ADHD). Ook zij vonden verschillen in het aantal kopieën van bepaalde genen tussen tweelingen, die post-twinning moeten hebben plaatsgevonden. Deze studie versterkt het idee dat tweelingen niet altijd 100% genetisch identiek zijn.

“Identical twins?”

Zo gooit de technische en wetenschappelijke vooruitgang in de genetica roet in het eten van onderzoek van tweelingregisters, en laait het nature-nurture debat wederom op. Heel veel erfelijkheidsstudies zijn namelijk gebaseerd op tweelingonderzoek, met de aanname dat eeneiige tweelingen 100% genetisch identiek zijn. Dat blijkt dus niet altijd zo te zijn. Zoals onderzoeker Bruder in 2008 al zei: “Maybe we shouldn’t call them identical twins, we should call them one-egg twins” (wat we in Nederland altijd al deden). Toekomstig genetisch onderzoek met tweelingen zal ongetwijfeld  nog meer uitwijzen dat ze helemaal niet zo gelijk zijn als we altijd dachten, en dat tweelingonderzoekers nog eens goed naar hun data moeten gaan kijken. Ginsberg, geneticus en lid van een eeneiige tweeling, start de komende jaren zijn eigen genome project, en hoopt met zijn data meer inzicht te krijgen in deze complexe materie. Hij schrijft op zijn blog: “volgens het genome project moeten ik en mijn tweelingbroer op exact hetzelfde moment overlijden aan dezelfde ziekte”. Je kunt op je klompen aanvoelen dat dát niet zo zal zijn.