Epigenetische Unterschiede bei eineiigen Zwillingen – Strategie zur Identifikation von Krankheitsgenen

Obwohl eineiige Zwillinge ein identisches Kerngenom besitzen, sind viele eineiige Zwillingspaare diskordant für erbliche Krankheiten.
Allgemein werden hierfür unterschiedlich einwirkende Umweltfaktoren als Ursache vermutet. Auf molekularer Ebene könnten unter anderem so genannte epigenetische Unterschiede zu diesen Diskordanzen führen. Hierunter werden Unterschiede der Genexpression verstanden, die vor allem durch DNA-Methylierung vermittelt werden. Die Kopplung von Methylgruppen an bestimmte DNA-Basen in regulatorischen Genbereichen führt zur Inaktivierung der entsprechenden Gene.
Die Autoren untersuchten 80 Paare eineiiger Zwillinge auf epigenetische Unterschiede. Zudem wurden unter anderem der Gesundheitszustand, die Ernährungsgewohnheiten und das jeweilige Lebensalter erfasst. Beim Vergleich des Gesamtausmaßes genomischer Methylierung waren 65 Prozent der untersuchten Paare diesbezüglich nahezu identisch. Demgegenüber wiesen 35 Prozent ein signifikant unterschiedliches Methylierungsausmaß auf. Weiterführende Analysen ergaben, dass bestimmte genreiche Chromosomenabschnitte und die telomerischen Chromosomenbereiche die stärksten Methylierungsunterschiede erkennen ließen. Innerhalb dieser Regionen wurden auch unterschiedliche Aktivitäten einzelner Gene beobachtet. Die regionalen und Gesamtmethylierungsunterschiede waren bei den älteren Paaren eineiiger Zwillinge wesentlich stärker ausgeprägt; diese Paare waren auch hinsichtlich der phänotypisch erfassten Variablen am unterschiedlichsten.
Die DNA-Methylierung wird unter anderem durch das Einwirken von Umweltfaktoren vermittelt. Der Ansatz ermöglicht damit molekulare Einblicke in die Umwelt-Gen-Interaktion. Darüber hinaus könnte der Vergleich des Methylierungsstatus bei diskordanten Paaren eineiiger Zwillinge die Identifikation potenzieller Krankheitsgene ermöglichen. shm