Метод разлученных близнецов

Еще один вариант близнецового метода — это метод разлученных близнецов, позволяющий отделить сходство, вызванное одинаковым генотипом от сходства, причиной которого являются одинаковые воздействия среды. Данные по разлученным близнецам, которые воспитывались в разных семьях, позволяют существенно дополнить классический вариант близнецового метода.

Кроме того, если между монозиготными близнецами регистриру­ются какие бы то ни было отличия в фенотипе, то они могут быть связаны только с различными влияниями внешней среды (поскольку генотипы абсолютно идентичны). Именно это обстоятельство дает возможность обнаружить те воздействия среды, от которых зависит проявление исследуемого свойства в фенотипе. Это имеет большое значение, поскольку позволяет найти способ воздействия на индиви­да с целью наиболее полного развития желательных свойств или, на­оборот, идентифицировать факторы риска развития болезней либо нежелательных особенностей поведения. Для такого поиска важно иметь близнецов, выросших в разных условиях.

При использовании метода разлученных близнецов сравнивается сходство монозиготных близнецов, выросших вместе, с данными по близнецам, разлученным после рождения и выросшим порознь. Ме­тод дает возможность оценить воздействие разных сред на одинако­вые генотипы. Однако подбор таких пар по вполне понятным причи­нам затруднителен, кроме того, как показывает детальный анализ, полное разлучение близнецов — это исключительно редкое явление.

Метод близнецовых семей

Третий вариант близнецового метода — метод близнецовых семей. Фактически речь идет о совмещении близнецового и семейного ме­тодов исследования. Эта разновидность исследований позволяет ра­зобраться с так называемыми фенокопиями, т. е. с ненаследственны­ми изменениями фенотипа организма, при которых в фенотипе в ре­зультате необычного воздействия внешней среды развивается при­знак, который обычно связан с определенным геном или набором генов. Например, есть ген, вызывающий гетерохромию радужной оболочки глаз, т.е. радужные оболочки глаз отличаются по цвету.

Точно такой же признак возникает как фенокопия в результате ро­довой травмы при повреждении шейного симпатического сплетения. Наличие фенокопии затрудняет анализ, поскольку один и тот же при­знак может быть и следствием определенного генотипа, и результа­том специфического воздействия внешней среды.

Могут быть как наследственные, так и ненаследственные формы болезни. Так, заболевание краснухой во время беременности может привести к рождению глухонемых детей, причем эти аномалии неотличимы от на­следственной глухонемоты. Ненаследственная форма данного заболева­ния, таким образом, представляет собой фенокопию.

При близнецовом анализе случаи дискордантиости могут быть обусловлены какими-то средовыми воздействиями, когда генетиче­ская предрасположенность имеется, но средовое воздействие не дает ей проявиться и в результате этого один близнец заболевает, а дру­гой — нет. Однако из-за существования фенокопии существует воз­можность возникновения, так сказать, другого типа дискордантно-сти. Генетические факторы в данном случае роли не играют, просто у одного из близнецов возникает фенокопия, и эта пара, таким обра­зом, тоже пойдет в анализ как дискордантная.

Признак может возникнуть как следствие определенного генотипа, а может появиться из-за специфического воздействия среды. Чтобы установить роль негенетических факторов и разобраться с природой конкордантности и дискордантности, применяют метод близнецо­вых семей.

Когда речь идет о болезни, сравнивают показатели заболеваемо­сти у родственников конкордатных пар близнецов и родственников дискордантных пар близнецов. Если дискордантность вызвана фено-копией, то риск заболевания у родственников дискордантных моно­зиготных близнецов должен быть примерно таким же, как в общей популяции. Если дискордантность возникла из-за какого-то средового воздействия, помешавшего проявиться наследственной пред­расположенности, то риск заболевания в таких семействах все равно будет выше, чем в целом в популяции.

Применение метода близнецовых семей при исследовании диа­бета позволило установить, что у близнецов из группы конкордант-ных пар один из родителей намного чаще был болен диабетом, чем в группе дискордантных близнецовых пар. Это свидетельствует в пользу наличия двух форм заболевания диабетом: для одной боль­шую роль играют средовые воздействия, а другая зависит от генети­ческих факторов.

Метод близнецовых семей можно применять и для выяснения так называемого материнского эффекта, т.е. большего влияния матери на фенотип потомков. В основе этого явления может лежать цитоплазматическая наследственность. Митохондрии наследуются с ци­топлазмой яйцеклетки, таким образом, в зиготе, возникающей после оплодотворения, все митохондрии унаследованы по материнской ли­нии. Количество ДНК в митохондриях очень невелико, однако для некоторых признаков это может иметь значение. Еще одна причина материнского эффекта — это влияние материнского организма на плод в период внутриутробного развития.

Материнский эффект проявляется при сравнении детей в семьях, где матери являются монозиготными близнецами, с семьями, в ко­торых монозиготными близнецами являются отцы. С точки зрения родства такие дети являются сводными братьями и сестрами, по­скольку их отцы или матери генетически идентичны. У таких детей столько же общих генов, сколько у сводных братьев и сестер, — при­мерно 25%. Если сходство детей выше в семьях, где матери — моно­зиготные близнецы, по сравнению со сходством детей из семей, где монозиготными близнецами являются отцы, то это свидетельствует о наличии материнского эффекта.

Метод контрольного близнеца

Наконец, для определения влияния средовых воздействий на разви­тие того или иного признака в экспериментах можно применить ме­тод контрольного близнеца. В экспериментальную и контрольную группы включают по одному близнецу из каждой пары. Если один близнец из пары подвергается воздействию определенного фактора, а другой служит контролем, то можно непосредственно оценить воз­можный вклад этого фактора в изменчивость признака. Например, можно проверить эффективность различных тренировочных про­грамм. Так, тренировка речевого развития в возрасте 1,5-2 лет, по Гезеллу, привела к незначительным отличиям между контрольной и экспериментальной группами близнецов, причем эта разница в по­следующем быстро исчезла (в течение 3 месяцев).