2009-01-21

DNA 甲基化 同卵雙胞胎不同命

◆ 基因體變異同卵不同命

李宗祐/台北報導 2009.01.21 中國時報

基因體一模一樣的同卵雙胞胎,為何會不同命?哥哥罹患憂鬱症,弟弟卻生性樂觀?中央大學系統生物與生物資訊研究所助理教授王孫崇與美、加和瑞典等國學者共同研究證實,基因體受後天環境影響而「甲基化」,是造成同卵雙胞胎「命運大不同」的主因。

這項研究同時證實,基因體「甲基化」後,不但會影響基因功能表現,也會遺傳下一代,成為基因體和環境差異外,第三個主導人類遺傳特性的重要因素。

雙胞胎後天差異 王孫崇解密

這項研究成果已刊登在本周新發布的《自然遺傳學期刊》(Nature Genetics)網站,王孫崇指出,基因體「甲基化」是指染色體在DNA序列未改變下,氫原子(H)被甲基(NH3)取代,改變基因功能的表現,從隱性基因變成顯現基因或從顯性變成隱性。

王孫崇表示,同卵雙胞胎DNA序列完全相同,遺傳特徵一模一樣,但許多研究發現,他們的健康狀態會隨年齡而有明顯差異。科學家認為,飲食、生活習慣和壓力等後天因素會影響基因體「甲基化」程度,也因此懷疑同卵雙胞胎不同命與此有關。

跨國研究團隊透過瑞典和澳洲提供一一四對同卵雙胞胎和八十對異卵雙胞胎樣本研究發現,摒除環境因素造成的基因突變後,證實同卵雙胞胎雖然基因序列完全相同,但隨著後天環境的變化,基因功能差異性越來越大,導致同卵不同命。

甲基化會遺傳 但可遏止

研究同時發現,基因體「甲基化」造成的基因功能改變會遺傳。王孫崇舉例,酗酒是壞習慣,但不會遺傳給下一代,然而當這個壞習慣引發基因體「甲基化」後,下一代就會繼承到上一代的酗酒特徵。

但這與基因突變不同,上一代若能及時戒掉酗酒惡習,阻止基因體「甲基化」持續惡化,就不會遺傳到下一代。

王孫崇強調,研究結果顯示,「人要對自己負責」,不能再把許多健康問題怪罪於先天基因遺傳,後天養成的壞習慣不但會傷害自己,也可能造成下一代的不幸。

※ 不知與中研院物理所的王孫崇博士是否為同一人?



◆ 同卵雙胞胎 也能「同孕不同命」

自由時報 2009.01.21

〔記者林嘉琪/台北報導〕台灣基因遺傳研究向前跨進一大步!中央大學系統生物研究所助理教授王孫崇研究人體甲基化機制,觀察基因體(DNA序列)完全相同的同卵雙胞胎,先天條件相同,但由於後天環境與習慣差異,導致「同孕不同命」。這項發現將修正傳統「基因決定論」,證明後天努力也能獲得好基因,還能經由遺傳成為下一代最大資產。

後天努力改造甲基化 修正壞基因

王孫崇說,以往科學家在果蠅、酵母菌與老鼠身上進行甲基化研究,考量研究倫理,遲遲無法進行人體實驗。但團隊發現,同卵雙胞胎的基因體相同,但由於飲食、壓力與荷爾蒙等因素,長大後開始出現差異,所以開始大規模觀察全球一百一十四對的同卵雙胞胎與八十對異卵雙胞胎,分析其白血球、直腸與口腔細胞的基因體甲基化分布,發現「同卵雙胞胎的基因體甲基化相似度高於異卵雙胞胎。」意含DNA甲基化差異具有遺傳潛力,也印證基因之外因素,包括生活行為與習慣對人的重要影響。

基因體和基因體上的甲基化都會經由遺傳決定人的外型,有趣的是,「DNA不能改變,甲基化卻可逆」,這意味經由運動與飲食,可以修正壞基因;反之,抽菸、酗酒與生活不正常造成的健康惡果,不但危害自己也禍延後代,世代遺傳的結果,還可能出現一整個疾病家族。

為維護甲基化表現,人們要對自己負責任,不能老把問題歸咎給天生基因。王孫崇說,家族有遺傳性疾病的健康母親,如懷疑自己是甲基化不利的高風險者,可藉基因篩檢與健康維護,可能親手終結家族性遺傳疾病,也能生育健康寶寶。

多吃洋蔥大蒜含維生素B群食物

平常多吃洋蔥、大蒜、甜菜與含葉酸的維生素B群等食物,就能提供好的甲基化,而高熱量、高脂肪食物要少吃;王孫崇強調,掌握均衡飲食、絕對不能只吃肉而不吃青菜。

王孫崇表示,這種關心基因體外效應「表觀基因體學」近年正在發展,未來可用於建立甲基化資料庫,協助醫生篩檢先天性與遺傳性疾病。該成果發表於國際頂尖科學期刊「自然遺傳學」。



◆ DNA的甲基化 決定人類差異的第三因素

【聯合報╱記者李承宇/即時報導】 2009.01.20

決定個體間差異的是先天遺傳的DNA與後天的環境。中央大學教授王孫崇研究「DNA的甲基化」,發現這也會影響人與人之間的差異。

研究顯示,酗酒、攝取過高的脂肪與熱量、壓力過大會不利甲基化;如果父母甲基化不好,會遺傳給下一代。但多攝取葉酸(菠菜、洋蔥、大蒜、柳橙汁等),則有助於甲基化。

* 抽菸酗酒!後天壞基因 也會遺傳

【聯合晚報記者林進修/台北報導】2009.01.20

中央大學助理教授跨國研究發現

以前科學家總認為,只有來自祖先的先天遺傳,才會一代一代傳下去,中途幾乎不會改變,但中央大學系統生物資訊研究所助理教授王孫崇參與的跨國研究卻發現,任何後天的健康因子,也都會透過DNA序列甲基化的模式,傳給下一代。

換句話說,如果沒有好好照顧好自己的健康,不好的基因就會傳給下一代,危害後代子子孫孫。此一突破既有觀念的研究成果,日前發表於國際頂尖科學期刊「自然遺傳學」(Nature Genetics's)網站,勢將把遺傳學帶到另一個全新領域。

不但先天基因會遺傳 後天改變也會

王孫崇表示,以前總認為只有先天的基因會遺傳下去,後天的改變,不管好或壞,都僅止於當事人,不會傳給下一代。但研究卻顯示,後天的改變也會透過基因體甲基化傳給下一代,也就是吸菸、酗酒等不良生活習慣,不僅自己健康不保,也會透過遺傳禍留子孫。他建議國人,一定要照顧好自己的健康,才能把好的基因傳給下一代。,這比留給子孫億萬財產還重要,絕對是最好的禮物。

王孫崇表示,平均每100名產婦就會產下3對雙胞胎,其中只有8%為同卵雙胞胎。科學研究發現,即使是同卵雙胞胎,也會隨著年齡增長而有顯著差異。一對基因體完全一樣的同卵雙胞胎,長大後哥哥可能飽受憂鬱症折磨,弟弟卻沒有;或是妹妹罹患糖尿病,姐姐卻是健健康康,身體好得很。

摒除環境因素後,科學家認為,這種同卵雙胞胎的差異,可能來自於染色體後天累積的化學修飾,也就是DNA序列甲基化。甲基化是人類防衛機制之一,當人類基因遭到病毒或細菌等外來物種入侵後,遭侵入的那段基因就會透過甲基化失去活性,達到自我保護效果。

好的甲基化可保護 壞的禍延子孫

好的甲基化有保護作用,壞的甲基化卻是健康殺手。王孫崇參與由加拿大、台灣、瑞典、澳洲及美國科學家組成的跨國研究團隊,研究分析了114對同卵雙胞胎及80對異卵雙胞胎白血球、直腸、口腔細胞的基因體甲基化分布。結果發現,基因體甲基化在同卵雙胞胎間的相似度,明顯高於異卵雙胞胎,意味著DNA序列甲基化差異具有遺傳潛力,也就是任何來自後天的基因甲基化,都會遺傳給下一代。

※ DNA 甲基化是種外遺傳(epigenetic,表遺傳)。關於外遺傳,還有一篇相關報導稍後再譯吧!

* DNA methylation profiles in monozygotic and dizygotic twins
http://www.nature.com/ng/journal/vaop/ncurrent/abs/ng.286.html
http://dx.doi.org/10.1038/ng.286
Zachary A Kaminsky, Thomas Tang, Sun-Chong Wang,
Carolyn Ptak, Gabriel H T Oh, Albert H C Wong,
Laura A Feldcamp, Carl Virtanen, Jonas Halfvarson,
Curt Tysk, Allan F McRae, Peter M Visscher,
Grant W Montgomery, Irving I Gottesman, Nicholas G Martin &
Art Petronis
Nature Genetics Published online: 18 January 2009
doi: 10.1038/ng.286
* Epigenetics reveals unexpected, and some identical, results
http://www.sciencenews.org/view/generic/id/40060/title/Epigenetics_reveals_unexpected,_and_some_identical,_results

DNA 甲基化位置多位在人類基因組的「岸邊」

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老父之子 患雙極性失調風險較高
病毒將自身織入 DNA 中由父母傳給嬰兒
科學家在「垃圾」DNA 中挖寶
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導致抗體突變的酵素也以致癌基因為目標
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一對雙胞胎 都得口腔癌

【聯合晚報╱記者李樹人/台北報導】 2009.03.07

果真是家族遺傳疾病的宿命?吃與不吃檳榔,雙胞兄弟都得口腔癌,且病灶位置幾乎一模一樣!奇美醫院口腔顎面外科主治醫師官文雄今天在中華民國口腔顎面外科學會研討會發表此「同卵雙生之口腔癌」病例報告,引起外界矚目。

官文雄指出,這一對雙胞胎兄弟年齡在40歲出頭,長期嚼食檳榔的哥哥因為覺得口腔內有硬塊異物,且經常破皮,到醫院接受檢查。結果為第二期口腔癌,儘管接受放療及其他治療,最後還是回天乏術。

幾個月後的某一天,醫師在看診時,突然見到「死者」走進診間,醫師當場嚇了一跳。患者主動表明身分,說他是死者同卵雙生的弟弟,在哥哥去世之後,他總覺得口腔黏膜也怪怪,所以到醫院檢查。

因為雙胞胎弟弟從不吃檳榔,生活習慣與哥哥也不太一樣,醫師認為,應該只是患者的疑慮。沒想到檢查卻發現,弟弟病人竟然也罹患了口腔癌。更令人驚訝的是,病灶發生部位,幾乎與死去的雙胞胎哥哥一模一樣。

該名患者在得知自己也罹患了口腔癌之後,情緒久久無法平息,難以接受這個事實。他自認不吃檳榔,也很少抽菸、喝酒,實在想不通自己為何也會罹患癌症。

官文雄指出,該名患者口腔癌已擴散至淋巴腺,在接受放療之後,症狀逐漸獲得控制,但為求謹慎,囑咐病人一定得定期回醫院追蹤,避免憾事再度發生。

官文雄表示,絕大部分口腔癌與生活習性、飲食習慣有關,但雙胞胎兄弟前後罹患口腔癌,一個吃檳榔,一個不吃檳榔,且飲食習慣大不相同,確實令人感到疑惑。為此,奇美醫院已將兩兄弟的腫瘤組織進行基因檢測,試圖找出答案。

fsj 提到...

全球罕例:雙胞胎分屬不同父親

中央社 2009/05/19

(中央社記者劉坤原華盛頓19日專電)美國「福斯電視新聞網」(Fox News)昨天報導,美國德州達拉斯有一對11個月大的雙胞胎男嬰,因兩人五官差異實在太大,經檢驗DNA,竟然發現兩個嬰兒分屬兩個不同父親。

報導說,這兩個男嬰分別名叫賈斯丁(Justin)和喬登(Jordan)。因為兩個小孩越長越不像,小孩的媽媽華盛頓(Mia Washington)和她的丈夫決定請教專家解惑。

未料DNA(去氧核醣核酸)檢查結果發現,兩個雙胞胎是兩個卵被兩個不同的精子受精。因此可以99.99%確定兩個孩子的父親不是同一人。

華盛頓已承認,她曾有婚外情,並曾在差不多同一時間與兩名不同男子有性關係。

一位參與檢驗的專家指出,這簡直是瘋狂的案例。雙胞胎分屬不同父親的機率幾乎是零,但竟然也會發生。

雙胞胎分屬不同父親的案例,醫學上稱為「異父超級受精」(heteropaternal superfecundation)。也正因為機率幾乎是零,因此國際上有關雙胞胎異父的文獻非常貧乏。

fsj 提到...

同卵雙胞胎DNA難分 竊案真的無解?

◆ 同卵雙胞胎DNA難分 竊案無解

【聯合報╱記者楊德宜/桃園縣報導】2013.06.27

桃園警方查獲贓車,從車內檳榔渣及飲料瓶採得DNA,比對發現與梁姓雙胞兄弟相符,但兄弟都否認偷車,由於目前DNA鑑定技術無法區分同卵雙胞胎,警方又未採得指紋等旁證,檢方只好不起訴。

桃園縣李姓、楊姓縣民的車子去年七月先後遭竊,警方在獲報十二小時內分別尋獲贓車,在李車內手煞車拉桿下採獲檳榔渣,另在楊的小貨車前座發現飲料瓶,都送刑事局比對,驗出檳榔渣及飲料瓶的DNA,與梁姓同卵雙胞胎相符。

梁姓兄弟(廿七歲)警詢時否認偷車,哥哥說,他與弟弟平常都會吃檳榔,但他沒偷也沒坐過這二輛失車;弟弟說,他不會開車,怎麼會去偷車?但警方根據鑑定結果,仍將全案移送。

檢方調查,哥哥的手機通聯紀錄顯示,兩車失竊時他在外地,弟弟則未撥打電話,無法證明兩兄弟當時曾在車輛遭竊地點出沒。

檢方認為,警方雖採驗到梁姓兄弟DNA,但目前的DNA鑑定技術,無法區分同卵雙胞胎,只能證明DNA為哥哥或弟弟其中一人所有,但是無法確認是那一個人。

檢方指出,飲料可能共飲,但檳榔不可能共吃;檳榔渣DNA雖可作為證據,但兩人為同卵雙胞胎,分不清誰是誰;且贓車把手、駕駛座、方向盤都未發現梁姓兄弟指紋,只能證明兩人中有一人曾坐過這二輛車,無法證明竊車,處分不起訴。

※ 即使是同卵雙胞胎基因也不會完全一樣!看來鑑定技術有待加強。

* Identical Twins' Genes Are Not Identical
http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=identical-twins-genes-are-not-identical

....The differences between identical twins increase as they age, because environmentally triggered changes accumulate. But twins can also begin their lives with differences, according to Bruder's study, and that calls into question their very name.

* 女子被殺害 雙胞胎兄弟DNA一致難尋真凶
http://www.takungpao.com.hk/health/content/2012-11/11/content_1371347_2.htm

....今年6月30日,岐山縣一個女孩被鄰居性侵後殺害,警方抓獲了犯罪嫌疑人張大(化名)。可他還有一個同卵雙胞胎弟弟,兩人的DNA檢測結果完全一致。兄弟倆誰是真正的凶手?一時間難住了當地警方。近日,他們的DNA樣本被送到位于西安的第四軍醫大學DNA分型研究中心,在這里真凶浮出水面。

....在聯系一些科研單位後,岐山縣公安局均被告知,同卵雙胞胎兄弟的DNA很難甄別。抱著一線希望,岐山縣公安局找到了西安第四軍醫大學DNA分型研究中心。

「作為專門的DNA分型科研機構,這也是我們首次接觸這種案例,雖然區分同卵雙生的DNA是一個世界難題,但經過中心科研人員的集體研究,還是決定將這個課題接下來。」昨日,研究中心主任吳元明說。

在查閱大量文獻的基礎上,該研究中心決定采用兩種方式,試圖找出兄弟倆的DNA的不同之處。首先考慮的是「抗體庫基因差異」法。人一旦出生後,總是生活在一定的環境中,即便是同卵雙胞胎的「先天條件」一致,但他們後天生活的環境一定會有所差異,在這樣的不同的生活環境中,個人將隨著環境形成自己特有的抗體庫基因。「人體會針對不同的抗原,比如花粉、灰塵等,經過基因重排,產生不同的抗體。」吳元明說,可以采集弟兄倆的血樣,找出兩人抗體庫基因的差異,然後再從作案現場留下的物證中提取相應的體液,看現場體液到底和誰的抗體庫基因相吻合,這樣就可以找出凶手。

另外還可以采取「甲基化修飾差異」法。吳元明說,「甲基化修飾」廣泛存在于人體細胞的基因組的各個片斷,從而決定這個基因的表達情況。「打個比方吧,如果把這對雙胞胎兄弟的身體看成是同單元、同戶型的兩棟房子,他們先天方面完全一致,但是後期‘主人’對自己房子的裝修會和他人截然不同。」他說,「甲基化修飾」正是造物主這個「主人」對他們兄弟倆的身體使用了不同的「裝修材料」。「同卵雙胞胎也存在表型差異,一個能喝酒,另一個可能喝點酒就醉;一個愛說愛笑,另一個可能比較沉默……這些都是基因片斷表達情況的不同造成的。」吳元明說,其中的影響因素之一就是「甲基化修飾」。所以可以通過對全基因組甲基化修飾情況進行一個掃描,在一種特殊芯片技術的幫助下,基因位點的甲基化修飾情況就可以通過大量的光點明暗不同的方式表現出來,如果確定了兩兄弟各自特異的甲基化修飾「光點」,然後針對這個光點去分析現場遺留物的生物物證,進而可以區分這對同卵雙胞胎。

當確定檢測思路後,吳元明和他的研究團隊就投入了緊張的工作。還沒有來得及使用「抗體庫基因差異」和「甲基化修飾差異」,一個意外的驚喜出現在吳元明的面前。

「我們在對張大兄弟倆的DNA做仔細分析時,驚訝地發現張二的其中一個DNA基因座出現了三帶型嵌合突變。」吳元明說,這種突變出現在受精卵首次分裂之後、胚層形成之前。據統計,在人群中出現的幾率在萬分之一左右。同卵雙生子中,VWA這個基因座的三帶嵌合體突變,這個發現在國際上尚屬首次。

張二這個基因座的突變,也使得檢測變得更為簡單,「我們提取了案發現場的體液,經過對比發現,現場遺留的物證中,這個基因座沒有發生突變。」吳元明說,他可以確認,現場遺留物屬于張大。