Близнюковий метод: Неприпустима назва — Вікіпедія

44. Близнюковий метод

Метод полягає у вивченні закономірностей успадкування ознак моно і дизиготних близнюків. На даний час його широко застосовують у вивченні спадковості й мінливості людини для визначення співвідносної ролі спадковості і середовища у формуванні нормальних і патологічних ознак. Він дозволяє виявити спадковий характер ознаки, визначити пенетрантність алеля, оцінити ефективність дії на організм деяких зовнішніх чинників (лікарські препарати, навчання, виховання).

Суть методу полягає в порівнянні прояву ознаки в різних групах близнюків із зважанням на подібність або розходження їхніх генотипів. Монозиготні близнюки, що розвиваються з однієї заплідненої яйцеклітини, генетично ідентичні, оскільки мають 100% загальних генів. Тому серед монозиготних близнюків спостерігається дуже високий відсоток конкордатних пар, у яких розвивається ознака в обох близнюків. Порівняння монозиготних близнюків, що виховуються за різних умов постембріонального періоду, дозволяє виявити ознаки, у формуванні яких істотна роль належить чинникам середовища. За цими ознаками між близнюками спостерігається дискордантність, тобто розходження.

Встановлення співвідносної ролі спадковості і середовища в розвитку різноманітних патологічних станів дозволяє лікареві вірно оцінити ситуацію і проводити профілактичні заходи при спадковій схильності до захворювання.

Труднощі близнюкового методу пов’язані, по-перше, з відносно низькою частотою народження близнюків у популяції, що ускладнює добір достатньої кількості пар з даною ознакою; подруге, з ідентифікацією монозиготності близнюків, що має велике значення для одержання достовірних результатів. За допомогою близнюкового методу проведені численні дослідження природи схильності до серцево-судинних хвороб.

Для оцінки ролі спадковості у розвитку тієї чи іншої ознаки роблять розрахунки.

Близнюковий метод показує спадкову схильність до деяких інфекційних хвороб (туберкульоз, поліомієліт). Конкордантність монозиготних близнюків стосовно цих захворювань у декілька разів вища, ніж дизиготних. У таблиці 1.15 подані докази генетичної схильності до поширених хвороб, отримані клініко-генеалогічним і близнюковим методами для тих самих нозологічних форм.

45. Р.Кеттел

Значну частину свого життя Раймонд Кеттелл присвятив створенню повної карти можливих властивостей людської особистості. Саме він уперше визначив практично вичерпний список нормальних і аномальних темпераментних або структурних рис. Потім Кеттелл перейшов до виміру динаміки особистості, знайшовши при цьому риси, які він назвав мотиваційними. На думку Кеттелла, знаючи структуру і динаміку особистості, можна успішно передбачати поведінку конкретної людини. Теорія особистості Кеттелла більшою мірою ґрунтується на психометричних процедурах, а не на клінічних дослідженнях. Кеттелл починав свою роботу, не маючи жодних початкових переконань щодо структури особистості. Використовуючи індуктивний метод, він зібрав кількісну інформацію з трьох джерел: реєстрації реальної поведінки людей упродовж їхнього життя (L-дані), свідчень самих людей про себе (Q-дані) та результатів об´єктивних тестів (Т-дані), обчислив взаємну кореляцію величин, сформував кореляційну матрицю і з неї вивів первинні фактори. Ці фактори здобувають психологічне значення у сфері трьох категорій властивостей особистості – темпераменту, здібностей та мотивації. Загалом Кеттелл виокремлює 35 особистісних рис: першого порядку – 23 риси, властиві нормальній особистості, та 12 патологічних рис. Ці фактори корелюються між собою, що дає змогу провести повторний факторний аналіз і виявити принаймні вісім рис другого порядку. Ці первинні та вторинні фактори в теорії Кеттелла мають назву «основних рис особистості», але всі вони переважно є темпераментними рисами. Кеттелл також класифікував здібності й мотиваційні риси.

Зокрема, мотиваційні, або динамічні, риси поділено на вроджені спонукання, або ерги, та набуті за допомогою культурного впливу мотиви, які мають назву сем. Усі вони є елементами динамічних грат, до яких також входять атитюди. Після майже шістдесятьох років роботи Кеттелл, який ставив перед собою завдання намалювати повну карту особистості, досяг успіху у створенні вичерпної кваліфікації особистісних структур, а також розробив метод, що дозволяє передбачати поведінку.

Близнюковий метод — Студопедия

Близнюковий метод – один з найбільш ранніх методів вивчення генети­ки людини, але він не втратив свого значення і в наш час.

Близнятами називаються одночасно народжені особини у одноплідних тварин (кінь, велика рогата худоба тощо) та людини. Близнята бувають монозиготними або дизиготними.

Монозиготні близнята розвиваються із однієї яйцеклітини, заплідненої одним сперматозооном, тому вони називаються також однояйцевими. Такі близнята однієї статі та генетично абсолютно однакові, але можуть відрізнятися по фенотипу, що зумовлюється дією чинників зовнішнього середовища. Монозиготні близнята мають однакові групи крові за системами ABO, MN, Rh та іншими, однаковий колір очей, однотипні візерунки на пальцях, а також лінії та візерунки на долонях тощо. Усі ці фенотипічні ознаки використовуються як критерії визначення зиготності близнят.

Дизиготні близнята розвиваються із двох одночасно дозрівши яйцеклітин, запліднених двома сперматозоїдами, і тому вони називаються також різнояйцевими. Такі близнята можуть бути однієї статі чи різностатеві, але спадково настільки різними, як і діти цієї подружньої пари, що народилися в різний час.

Людські близнята – цінний матеріал для вивчення важливої загальнобіологічної проблеми – ролі генетичних факторів та умов оточуючого середовища у розвитку ознак. У генетиці людини умовами середовища вважають сукупність біосферних та соціальних чинників.

Якщо досліджувана ознака наявна в обох близнюків однієї пари, то ця пара є конкордатною за даною ознакою. При співставленні монозиготних та дизиготних близнят визначають коефіцієнт парної конкордантності, який показує долю близнюкових пар, де досліджувана ознака проявилася в обох партнерів. Коефіцієнт конкордантності (C) виражається в процентах або в долях одиниці та визначається за формулою:

C = [Сn : (Сn + Dn)] ∙100% (в процентах),

C = Сn : (Сn + Dn) (в долях одиниці),

де Сn – кількість конкордатних пар,

Dn – кількість неконкордантних пар.

Порівняння парної конкордантності монозиготних та дизиготних близнят дає уявлення про співвідношення ролі генотипу та середовища у розвитку тієї чи іншої ознаки. Коли значення коефіцієнтів конкордантності монозиготних та дизиготних близнят близькі, то вважається, що розвиток ознаки визначається переважно умовами оточуючого середовища. Якщо ж ступінь конкордантності у монозиготних близнят вище, ніж у дизиготних, це свідчить про домінуючу роль генетичних факторів у розвитку ознаки.

Для кількісної оцінки співвідношення впливу генотипу та середовища на досліджувану ознаку найчастіше користуються коефіцієнтом успадковуваності, який вираховується за формулою Хольцинґера:

h² = [(C_MZ% – C_DZ%)∙100%] : [100% – C_DZ%] ( в процентах),

h² = (C_MZ – C_DZ) : (1 – C_DZ) (в долях одиниці),

де h3 – коефіцієнт успадковуваності, C_MZ – конкордантність (доля близнюкових пар, в яких досліджувана ознака наявна в обох партнерів; в частинах одиниці, або в процентах) монозиготних близнят, C_DZ – конкордантність дизиготних близнят.

Величина коефіцієнта успадковуваності свідчить про співвідношення впливу генетичних та середовищних факторів на розвиток ознаки. Якщо результат розрахунків наближається до 100% (70-100%), то основна роль у розвитку ознаки належить спадковості, і навпаки, чим ближче результат до 0, тим більше роль середовищних чинників. При значенні коефіцієнта успадковуваності в межах 40-70% ознака розвивається під дією факторів оточуючого середовища, але за наявності генетичної зумовленості.

Яка наука застосовує близнюковий метод дослідження

З.Насіння покритонасінних а) у коробочці б)у плоді в)лежить відкритог) у спорангії​

Укажите продукт питания, который не имеет углеводов . хлеб . мед . уксус . сахар

биология 7 класс соболь практическая 7 стр 210​

які аналізатори беруть участь в одержанні інформації про форму, забарвлення, об’єм предмета?​

чим відрізняється обмежений ріст від необмеженого? наведіть приклади СРОЧНО!!!!!​

Взаимоотношения между клетками водоросли и гриба в составе лишайника

биология 7 класс соболь практическая 7 стр 210​

А где 70т листв. Лес в 1 действии​

ЗАДАНИЕ ДЛЯ УЧАЩИХСЯОпределите какие животные зашифрованы под цифрами (1-10) 1.Знаменитая африканская лошадь. Она известна по своему полосатому окрасу … , но мало кто знает, имеют не один, а целых три вида: пустынные, горные, равнинные.2.Птица, которая находится рядом с нами. Люди настоллько к ним привыкли, что даже не замечают их. Это небольшая птица размером не более 18 см и весом не больше 35 г. Впрочем такая физиология не мешает ей быть очень умной и осторожной3.Особый вид пресмыкающихся, образ жизни которых полуводный. По внешнему виду животное напоминает ровные камни, поэтому людям стоит быть особенно осторожными  вблизи водоемов и растительности.4.Вид бесхвостых земноводных. Тело удлинённое, череп овальный, морда немного заострённая. Сверху тело окрашено в буро-зелёный цвет разных оттенков с тёмными пятнами.5.При упоминании этого названия в памяти мгновенно всплывает воспоминание  о сказке. Но на самом деле это существо не сказачное, а реальный хищник.

Все тело и жабры покрыты чешуей.6. Если животное  живет в воде или влажных местах, у него две пары усиков и органы дыхания жабры, хитиновый покров мо­жете быть уверены, что это ракообразное животное. 7.Относится к типу членистоногие,. Тело состоит из двух частей: головогрудь, и брюшко с расположенными на нем дыхательными отверстиями и шестью паутинными бородавками для плетения паутины.8.Удлиненное тело, сжатая с боков голова и два овальных фасетчатых глаза. Три пары ног выполняют разные функции: две передние пары предназначены для ходьбы, а задние мускулистые ноги — для прыжков9. Сухопутные моллюски, простые в уходе и довольно симпатичные животные. За всю жизнь каждый видел  хоть раз  этих скользких носителей домика.  Встречаются они в разных местах: на виноградниках, огородах, лесной местности и даже в  аквариумах.10. Морские иглокожие беспозвоночные . Свое название получили благодаря своей оригинальной форме: они имеют от 5 до 40 конечностей (лучей). Обитают в основном на дне морей, начиная от приливно-отливной зоны и заканчивая глубиной в 10 километров. ​

Контрольна робота з біології   6 клас   «Різноманітність рослин»           1 варіант1 рівень( виберіть одну правильну відповідь  по 0,5 балів)1.Вибері … ть з запропонованих рослин  ті, які розмножуються спорами:А) троянда  б) щитник чоловічий  в) яблуня  в) сосна2.Особина статевого покоління – це :А) гамето фіт   б) спорофіт   г) спорангій3. Гаметофіт переважає у:  А) папоротей  б) мохів в ) хвощеподібних  г) плаунеподібних 4. Яка рослина бере участь в утворенні торфу: А) ялина  б) сфагнум   в) хвощ польовий  г) зозулин льон5. У яких рослин насінина утворюється в шишці:А) покритонасінних  б) голонасінних   в) водоростей  г) спорових рослин6. Зазначте спосіб запилення , який притаманний для сосни звичайної:А) комахами  б) вітром  в) водою7. До покритонасінних належить: А) гінкго  б) яблуня  в) хвощ польовий  в) ламінарія8. У першому ярусі мішаного лісу росте: А) ламінарія  б) дуб  в) сосна  г) мох зозулин льон9. Світлолюбною рослиною є :А) тюльпан  б) сосна  в) копитняк європейський  г) ялина10.Зерновою культурою є: А) картопля  б) пшениця  в) клубника  г) огірок2 рівень ( по 0, 75 балів)11. Установіть відповідність між рослинами та відділами, до яких вони належать1) троянда  2)  ялина    3)  плаун  булавовидний  4)  черешня  5) зозулин льонА)  мохоподібні   Б) покритонасінні    В) голонасінні   Г) плауноподібні12. Виберіть і випишіть рослини класу Однодольні: горох, пшениця, квасоля, лілія, цибуля, шипшина, вишня, айстра, ячмінь, кукурудза, береза, сосна , пролісок, конвалія, помідор, перець, часник, тюльпан.3 рівень 13. Виберіть із запропонованих термінів зайвий і поясніть чому: ялина, липа, сфагнум, горобина.( 1 бал014. Виберіть з запропонованих рослин  багаторічні, поясніть свій вибір: морква, груша, тюльпан, буряк, черешня, піони, капуста, картопля, троянда. ( 1 бал)15. Опишіть рослинні угрупування лісу та луків, порівняйте їх ( спільні та відмінні риси).Чи можете ви зустріти ці угрупування в околицях нашого селища.( 1,5 бали)4 рівень( 2 б.)16. Порівняйте голонасінні рослини та покритонасінні( вкажіть спільні та відмінні риси, наведіть приклади). Їх значення для людини.​

Близнюковий метод дослідження презентація — pro100vkusn0.ru

Скачать близнюковий метод дослідження презентація PDF

Близнюковий метод — обстеження близнюкових пар з метою визначення ролі спадковості та середовища у розвитку ознак. Одночасно народжених особин в одноплідних тварин (кінь, велика рогата худоба тощо) та людини називають близнятами. Вони бувають монозиготними або дизиготними. Монозиготні близнята розвиваються з однієї яйцеклітини, заплідненої одним сперматозооном, тому їх називають також однояйцевими.

Такі близнята однієї статі та генетично абсолютно однакові, але можуть відрізнятися за фенотипом, що зумовлено дією чинників зовнішнього середовища. Методи генетичних досліджень. Генетичні дослідження обіймають чимало різних питань: вивчення матеріальних носіїв спадкової інформації — генів, закономірностей її збереження і передачі нащадкам; з’ясування залежності прояву спадкової інформації у фенотипі від дії певних умов довкілля; причин змін спадкової інформації і механізмів їхнього виникнення; дослідження генетичних процесів, які відбуваються в популяціях організмів, і багато інших.

Залежно від рівня організації живої матерії в генетиці застосовують і відповідні методи досліджень.  Близнюковий метод полягає в дослідженні однояйцевих близнят (тобто організмів, які сформувалися з однієї зиготи).

Однояйцеві близнята завжди однієї статі й мають однаковий генотип. Цитогенетичний метод ґрунтується на дослідженні особливостей хромосомного набору (каріотипу) організмів. Вивчення каріотипу дає змогу виявляти мутації, пов’язані зі зміною як кількості хромосом, так і структури окремих із них.

Каріотип досліджують у клітинах на стадії метафази, бо в цей період клітинного циклу структура хромосом виражена найчіткіше.  Близнюковий метод полягає у вивченні однояйцевих близнят (організмів, які походять з однієї зиготи).

Однояйцеві близнята завжди однієї статі, бо мають однакові генотипи. Досліджуючи такі організми, можна з’ясувати роль чинників довкілля у формуванні фенотипу особин: різний характер їхнього впливу зумовлює розбіжності у прояву тих чи інших станів певних ознак. Данную презентацию можно использовать при изучении темы «Генетика человека.

Близнецовый метод». Цели урока: обеспечить знакомство учащихся с особенностями изучения генетики человека, ее методами; — создать содержательные и организационные условия для самостоятельной работы учащихся с текстами, развития монологической речи, умений сравнивать, анализировать, делать выводы, ориентироваться во времени; — способствовать формированию материалистического мировоззрения на основе познаваемости окружающего мира; — воспитывать бережное и внимательное отношение к своему здоровью.

Яка наука застосовує близнюковий метод досліджень? А – селекція. Б – генетика. В – цитологія. Г – порівняльна анатомія. Виберіть правильний варіант. Завдання мають по чотири варіанти відповіді, серед яких лише ОДИН ПРАВИЛЬНИЙ.

Гібридологічний, генеалогічний, цитогенетичний, біохімічний. близнюковий методи та методи дерматогліфіки та генної Методи біологічних досліджень організмів. Prije 4 mjeseci. Відео-презентація уроку для 6 класу з біології на тему: «Методи біологічних досліджень організмів». Можна Бактерії- найменші одноклітинні організми. Prije 2 mjeseci. Відео-презентація уроку для 6 класу з біології на тему: «Бактерії- найменші одноклітинні організми.» Можна Презентація бізнес можливості компанії.

Prije 7 mjeseci. В додатку Zoom. Предмет вивчення екології, її завдання та методи. Prije 5 dana. В. Близнюковий метод — обстеження близнюкових пар з метою визначення ролі спадковості та середовища у розвитку ознак. Одночасно народжених особин в одноплідних тварин (кінь, велика рогата худоба тощо) та людини називають близнятами. Вони бувають монозиготними або дизиготними.

Монозиготні близнята розвиваються з однієї яйцеклітини, заплідненої одним сперматозооном, тому їх називають також однояйцевими. Такі близнята однієї статі та генетично абсолютно однакові, але можуть відрізнятися за фенотипом, що зумовлено дією чинників зовнішнього середовища.

Мета: ознайомити учнів з головними методами генетичних досліджень, розглянути їх переваги й недоліки та ситуації, коли доцільне використання того або іншого методу; розвивати логічне мислення та вміння використовувати знання із суміжних галузей знань; виховувати розуміння важливості використання досягнень фізики, хімії та математики в генетичних дослідженнях.

djvu, txt, PDF, djvu

Похожее:

Атлас географія 9 клас читати

Підручники онлайн хімія 8 клас

Урок правапіс галосных е.ё я 2 клас

Конспект уроку з хімії 9 клас практична робота 1

Презентація туризм в іспанії

Курсова робота на тему пдв

Основні методи генетичного дослідження — Богдан С.

Методи дослідження генетики людини.

Для генетичних досліджень людина є незручним об’єктом, так як у людини неможливо відтворити експериментальне схрещування через велику кількість хромосом, пізнє настання статевої зрілості, малого числа нащадків в кожній родині, а такожчерез неможливість зрівнювання умов життя для потомства. У генетиці людини використовується ряд методів дослідження, які частіше використовуються для діагностики генетичних захворювань, але разом з цим вони дають відповіді на багато академічних запитань.

1) Генеалогічний метод дослідження заснований на складанні родоводу людини і вивченні характеру успадкування ознак чи хвороб, або їх схильності.

Його суть полягає у встановленні родоводів зв’язків і визначенні домінантних і рецесивних ознак і характеру їх успадкування. Особливо ефективним є цей метод при дослідженні генних мутацій. Він використовується для діагностики спадкових захворювань і медико-генетичного консультування. За характером успадкування визначається ймовірність народження дитини з генетичними аномаліями.Генеалогічний метод найчастіше використовувався для моніторингу таких генетичних захворювань, як гемофілія або епілепсія. Він був найбільш актуальний аж до молекулярно-біологічних відкриттів ХХ століття.

2) Популяційний метод заснований на зборі та аналізі статистичних даних про частоту тієї чи іншої ознаки. На підставі опрацьованих даних з’являється інформація про поширеність у популяції мінливих ознак, їх норм реакції, про особливі групи ризику генетичних захворювань або про летальності цих ознак. За допомогою популяційного методу можливо прогнозувати кількість коштів, необхідних для лікування генетичних хворих.

3) Цитогенетичний метод — заснований на аналізі каріотипу клітин, тобто на вивченні кількості та взаєморозміщення хромосом людини як у нормі так і при патології. В нормі каріотип людини включає 46 хромосом — 22 пари аутосом і дві статеві хромосоми. Використання даного методу дозволило виявити групу хвороб, пов’язаних або з зміною числа хромосом, або зі змінами їх структури, прикладом може служити діагностування на ембріональному етапі синдрому Дауна або синдрому котячого крику.

4) Біохімічний метод дозволяє виявляти фенотип людини на біохімічному рівні, тобто порушення в обміні речовин, викликані зміною генів і, як наслідок, зміною активності різних ферментів. Так вдається діагностувати цукровий діабет, недостатність лактази, фенілкетонурію. Цей метод дозволяє діагностувати генетичні порушення у перші дні з моменту народження дитини та прийняти своєчасну тактику лікування. Наприклад, при фенілкетонурії яку виявили своєчасно та одразу ж розпочали відповідне ефективне лікування ( виключення із раціону продуктів які містять фенілаланін, зокрема і грудне вигодовування ) дитина може вирости цілком здоровою.

5) Молекулярно-біологічний метод дозволяє вивчати нуклеотидну послідовність ДНК і безпосередньо досліджувати генотип. Цей метод дає вичерпну інформацію про генотип людини і дозволяє робити висновки про його ознаки і можливі ознаки його нащадків. Це метод який швидко розвивається і є найефективнішим. Будь-яка людина може зробити молекулярно-біологічний аналіз та дізнатися ризик розвитку більшості генетичних захворювань. Цей метод дозволяє встановити ризик розвитку і негенетических захворювань, таких як цукровий діабет, артеріальна гіпертензія, і заздалегідь почати їх профілактику.

6) Близнюковий метод полягає у вивченні фенотипів однояйцевих близнюків, які мають однаковий генотип. Близнюковий метод дозволяє визначити ступінь прояву ознаки у пари, вплив спадковості і мінливості на розвиток ознак. Всі відмінності, які проявляються у однояйцевих близнят, що мають однаковий генотип, пов’язані з впливом зовнішніх умов. Таким чином, близнюковий метод дозволяє виявити роль генотипу і факторів середовища в формуванні ознаки, для чого вивчаються і порівнюються ступеня подібності (конкордантность) і відмінностей (дискордантність) монозиготних і дизиготних близнюків.

Бажаю успіхів у вивченні генетики!)

Редакція не несе відповідальності за наповнення блогів, вони є персональною думкою автора

Близнюковий метод

Близнюковий метод дослідження застосовується привиявленні обумовленості ознак спадкового характеру. Даний спосіб демонструє взаємини генотипу і зовнішнього середовища. Близнюковий метод генетики дозволив оцінити значення генетичної схильності до багатьох патологій, експресивність, пенетрантність, а також умови появи тих чи інших типів захворювань. Дослідницькі дані є дуже корисними при кількісній оцінці спадкової детермінованості (определяемости) деяких ознак. У зв’язку з цим, блізнецовий метод вважається одним з найважливіших дослідницьких методів в кількісної спадковості.

Близнюки можуть бути однояйцевими. Утворюються вони на ранніх стадіях поділу зиготи, при яких з двох (рідше більшої кількості) бластомерів розвиваються організми (повноцінні). Однояйцеві близнюки відрізняються генетичної ідентичністю.

Авторство цього дослідницького методу приписується Ф. Гальтону.

Незважаючи на можливості, якими володієблізнецовий метод, сьогодні він не володіє широким практичним застосуванням, як раніше. Це пов’язано з відкриттям більш точних сучасних діагностичних методик, що дозволяють однозначно виявити спадкову схильність до конкретної патології.

Близнюковий метод передбачає порівняння дизиготних і монозиготних близнюків (потомства, яке складається з народжених одночасно особин у ссавців одноплідних).

Монозиготні потомство розвивається в однійзаплідненої яйцеклітини. Ці близнюки мають 100% загальних генів. Таким чином, відмінності, які виявляються між ними, з спадковим чинником не пов’язані. Розвиток дизиготних близнюків відбувається в різних яйцеклітинах, які запліднені різними спермиями. Це потомство володіє 50% загальних генів, як у звичайних сибсов (нащадків однієї пари батьків — братів, сестер). Однак одночасне їх народження, спільне виховання формує фактори загального середовища. Таким чином, ступінь відмінності дизиготности потомства визначається ступенем відмінності генотипів.

В результаті порівняння даних двох групблизнюків розраховуються показники невідповідності (дискордантности) і відповідності (конкордантности). Крім того, здійснюється обчислення частоти, при якій розвивається ознака або захворювання в кожної вищезгаданої потомственої групі.

Близнюковий метод поділені на кілька етапів:

1. Стадія складання вибірки.
2. Етап визначення виду зиготности.
3. Стадія оцінки результатів при зіставленні пар.

Вищеописаний дослідницький метод мав велике значення при вивченні спадковості в поведінці, багатьох інфекційних і «мультифакторіальних» (що виникли внаслідок кількох причин) патологій.

У генетиці людини застосовується не тількикласичний, але і модифікований метод близнецового вивчення. Так, для дослідження можливостей щодо поліпшення деяких інтелектуальних характеристик з використанням психологічної тренування, використовується методика контролю за партнеру, а при вивченні цукрового діабету — методика блізнецових сімей.

Спадковість психологічних особливостейінтелекту і особистості зручно спостерігати у нащадків, розлучених в ранньому або дитячому віці, що виховуються окремо і які не перебувають під впливом загальної середовища і особливого взаємодії один з одним.

При цьому достовірні дані можна отримати незавжди. Це обумовлено систематичними відмінностями між НЕ близнюками і близнюками за певними ознаками, а також соціальними та психологічними особливостями в процесі розвитку в постнатальний період. Дані фактори і обмежують сферу застосування вищеописаного методу.

Физико-химические и структурные особенности строения эмали постоянных зубов и их наследственная обусловленность

Цель исследования. Установить степень влияния наследственных факторов на физико-химические и морфофункциональные особенности эмали зуба как фактора, обуславливающего кариесрезистентность или восприимчивость к кариозному процессу. Методы. Для решения поставленной задачи на зубах, удаленных по показаниям, близнецовой выборки (30 монозиготных и 30 дизиготных пар близнецов) методом электронного парамагнитного резонанса проанализирована степень наследственной и средовой обусловленности физико-химических и структурных свойств эмали интактных и кариозных зубов. Метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) позволяет получить уникальную информацию о микроскопических и макроскопических свойствах вещества, которую нельзя получить с помощью рентгеноструктурного, спектрального и других анализов. Результаты. Нами выявлено, что концентрация парамагнитных центров, образующихся после облучения, как правило, в 1.5–2 раза выше в эмали кариозных зубов, чем в интактных. Величина К, характеризующая кариесвосприимчивость, наиболее выражена при сопоставлении концентрации свободных радикалов в эмали здоровых и кариозных зубов; у резцов на вестибулярной поверхности (1.35), У моляров в пришеечной области (1.97). Как известно, радиационную стойкость твердых тел можно характеризовать концентрацией парамагнитных центров, образованных после облучения. Эта устойчивость, в свою очередь, связана со структурой, химическим составом, прочностью химических связей. Анализ результатов близнецовых исследований показал, что внутрипарные различия в концентрации свободных радикалов F-центра соответствующих участков эмали зубов в монозиготных парах были достоверно ниже (1.6), чем в идентичных участках эмали зубов дизиготных близнецовых пар (7.0). Высокие значения показателя наследуемости (Н=0.81) дают основания сделать заключение о существенном вкладе наследственных факторов на изучаемый показатель. Выводы. Физико-химические и морфологические свойства эмали обуславливают восприимчивость или устойчивость зубов к кариозному поражению и испытывают высокую степень наследственных влияний (Н-0.81, Н-0,95).На основании результатов исследования можно сделать вывод, что структура эмали генетически детерминирована. Это указывает на необходимость индивидуального подхода к проведению профилактических мероприятий с выделением групп риска к кариесу зубов

Keywords

Двойной метод | Гётеборгский университет

1. Саху М., Прасуна Дж. Исследования близнецов: уникальный эпидемиологический инструмент. Indian J Community Med. 2016; 41 (3): 177-82.

2. Фаулер Дж. Х., Бейкер Л. А., Доус Коннектикут. Генетическая изменчивость политического участия. Обзор американской политической науки. 2008; 102 (2): 233-48.

3. Пломин Р., ДеФрис Дж. К., Кнопик В. С., Нейдерхайзер Дж. М.. 10 лучших результатов поведенческой генетики. Perspect Psychol Sci. 2016; 11 (1): 3-23.

4. Polderman TJC, Benyamin B., de Leeuw CA, Sullivan PF, van Bochoven A., Visscher PM, et al. Мета-анализ наследуемости человеческих черт, основанный на пятидесятилетних исследованиях близнецов. Нат Жене. 2015; 47 (7): 702-9.

5. Вадгама Н., Питтман А., Симпсон М., Нирмаланантан Н., Мюррей Р., Йошикава Т. и др. De novo однонуклеотидная вариация и вариация числа копий у дискордантных монозиготных близнецов выявляют гены, связанные с заболеванием. Eur J Hum Genet. 2019; 27 (7): 1121-33.

6.Салминен С., Вуоксимаа Э., Роуз Р. Дж., Каприо Дж. Возраст, пол, генетические и экологические последствия непреднамеренных травм у молодых и взрослых близнецов. Исследования близнецов и генетика человека: официальный журнал Международного общества исследований близнецов. 2018; 21 (6): 502-6.

7. Tick B, Bolton P, Happe F, Rutter M, Rijsdijk F. Наследование расстройств аутистического спектра: метаанализ исследований близнецов. J Детская психическая психиатрия. 2016; 57 (5): 585-95.

8. Фараоне С.В., Ларссон Х.Генетика синдрома дефицита внимания с гиперактивностью. Мол Психиатрия. 2019; 24 (4): 562-75.

9. Каннер Л. Проблемы нозологии и психодинамики раннего детского аутизма. Am J Orthopsychiatry. 1949; 19 (3): 416–26.

10. Лихтенштейн П., Карлстром Э., Растам М., Гиллберг С., Анкарсатер Х. Генетика расстройств аутистического спектра и связанных с ними психоневрологических расстройств в детстве. Am J Psychiatry. 2010; 167 (11): 1357-63.

11. Борновалова М.А., Хикс Б.М., Яконо В.Г., МакГью М.Семейная передача и наследственность детских деструктивных расстройств. Am J Psychiatry. 2010; 167 (9): 1066-74.

12. Керекес Н., Лундстрём С., Чанг З., Тайния А., Йерн П., Лихтенштейн П. и др. Проблемы, связанные с оппозиционным вызывающим поведением и расстройством поведения: предикторы развития нервной системы и генетический фон у мальчиков и девочек, в общенациональном исследовании близнецов. PeerJ. 2014; 2: e359.

13. Григоренко ЭЛ. Генетические основы дислексии развития: капсульный обзор оценок наследственности.Enfance. 2004; 56 (3): 273-88.

14. van Dongen J, Slagboom PE, Draisma HH, Martin NG, Boomsma DI. Неизменная ценность исследований близнецов в эпоху омиков. Nat Rev Genet. 2012; 13 (9): 640-53.

Двойной метод: защита критического предположения

Бентон, А. Л. (1963. The Revised Visual Retention Test, Form C , William C. Brown, Dubuque, Ia.

) Google Scholar

Бургемейстер, Б.Б., Блюм, Л. Х., и Лорге, И. (1959). Колумбийская шкала психической зрелости , Harcourt, Brace, & World, Нью-Йорк.

Google Scholar

Картер-Зальцман, Л., и Скарр, С. (1977). МЗ или ДЗ? Только ваша лаборатория групп крови знает наверняка. Behav. Genet. , 7 (4): 273–280.

Google Scholar

Cederlof, R., Friberg, L., Johsson, E.и Кайдж Л. (1961). Исследования по диагностике сходства у близнецов с помощью рассылаемых по почте анкет. Acta Genet. , 11 : 338.

Google Scholar

Коэн, Д. Дж., Диббл, Э., Граве, Дж. М., и Поллин, В. (1973). Разлучение однояйцевых близнецов от разнояйцевых. Arch. Gen. Psychiat. , 29 : 465–469.

Google Scholar

Куперсмит, С.(1967). Антецеденты самооценки , Фриман, Сан-Франциско.

Google Scholar

Данн, Л. М. (1959). Peabody Picture Vocabulary Test , American Guidance Service, Circle Pines, Миннесота

Google Scholar

Айзенк, С. Б. Г. (1965). Инвентаризация личности младшего Айзенка , Служба образовательных и производственных испытаний, Сан-Диего, Калифорния.

Google Scholar

Готтесман И. И. (1963). Наследственность личности: демонстрация. Psychol. Monogr. , 77 : Spring, весь № 572.

Jones, H.E. (1955). Воспринимаемые различия между близнецами. Евгений. Кварта. , 5 : 98–102.

Google Scholar

Камин, Л. Дж. (1974). Наука и политика И.Q. , Lawrence Erlbaum Associates, Потомак, Мэриленд

Google Scholar

Лёлин, Дж. К. и Николс, Р. С. (1976). Наследственность, окружающая среда и личность , University of Texas Press, Austin, Tex.

Google Scholar

Николс, Р. К., и Бильбро, В. К. (1966). Диагноз двойная зиготность. Acta Genet. , 16 : 265–275.

Google Scholar

Скарр, С.(1968). Экологическая предвзятость в исследованиях близнецов. Евгений. Q. , 15, : 34–40.

Google Scholar

Смит Р. Т. (1965). Сравнение социально-экологических факторов у монозиготных и дизиготных близнецов, проверка предположения. В Ванденберге, С. Г. (ред.), Методы и цели в генетике поведения человека , Academic Press, Нью-Йорк.

Google Scholar

Методология двойников в эпигенетических исследованиях

Реферат

Начиная с последних десятилетий прошлого века исследования близнецов внесли замечательный вклад в генетику сложных черт и болезней человека.В связи с недавним быстрым развитием современной биотехнологии высокопроизводительного генетического и геномного анализа, моделирование близнецов расширяется от анализа заболеваний до молекулярных фенотипов в функциональной геномике, особенно в эпигенетике, — процветающей области исследований, которая касается экологической регуляции экспрессии генов с помощью ДНК. метилирование, модификация гистонов, экспрессия микроРНК и длинных некодирующих РНК и т. д. Применение метода близнецов к молекулярным фенотипам открывает новые возможности для изучения генетического (природного) и экологического (воспитательного) вклада в эпигенетическую регуляцию активности генов во время развития, старение и болезненные процессы.Помимо классической модели близнецов, дизайн случая со-близнецов с использованием однояйцевых близнецов, дискордантных по признаку или заболеванию, становится популярным и мощным дизайном для исследования ассоциаций на уровне всего эпигенома, связывающего воздействие окружающей среды с дифференциальной эпигенетической регуляцией и статусом болезни при одновременном контроле индивидуума генетический состав. Можно ожидать, что новое использование близнецовых методов в эпигенетических исследованиях поможет эффективно раскрыть генетические и экологические основы эпигеномики сложных заболеваний человека.

Введение

Человеческие близнецы рождаются, когда одна беременность приводит к двум потомкам. Пара однояйцевых близнецов развивается, когда один ооцит оплодотворяется одним сперматозоидом (монозиготным, MZ), а эмбрион разделяется на два, в результате чего получается два генетически идентичных потомства. Напротив, пара разнояйцевых близнецов образуется, когда два ооцита (дизиготические, DZ) высвобождаются при одной овуляции и оплодотворяются двумя разными сперматозоидами одновременно, что приводит к тому же типу генетических отношений, что и у братьев и сестер.Совместное использование внутриутробной среды и среды выращивания, а также генетическое сходство и несходство близнецов делают их уникальными объектами для генетических исследований. Например, моделируя фенотипическую ковариацию у однояйцевых и разнояйцевых близнецов и предполагая равное разделение среды выращивания, классический дизайн близнецов может разложить наблюдаемые вариации фенотипа у близнецов на генетические (аддитивные, доминантные) и средовые (общие и уникальные) компоненты. возможность оценки генетического вклада в развитие фенотипа или заболеваний (наследственность) без знания индивидуальных генотипов.Хотя в предположениях могут быть серьезные недостатки (Rijsdijk and Sham, 2002), классический метод близнецов внес замечательный вклад в литературу по генетике человека в прошлом веке, особенно в последние несколько десятилетий.

Существенным изменением в генетике 21 века будет переход от структурных генетических вариаций, в которых гены рассматриваются как статическая концепция, к функциональной геномике, где динамические паттерны активности генов анализируются совместно от взаимодействия генов к регуляции генов и функциональному анализу геномики ( Пелтонен и МакКусик, 2001).Эпигенетика — это изучение изменений в регуляции активности и экспрессии генов, которые не зависят от последовательности генов. В широком смысле эпигенетический контроль над активностью гена включает множественные молекулярные механизмы, включая связывание малых молекул с конкретными участками ДНК или хроматина, некодирующие РНК (нкРНК), микроРНК и т. Д., Все из которых служат «регуляторами объема». которые настраивают вверх или вниз экспрессию гена. Из различных механизмов метилирование ДНК является наиболее устойчивой формой эпигенетической модификации, которую легко измерить с помощью высокопроизводительных методов.Хотя современные методы позволяют эпигенетическое профилирование в масштабе генома, определение эпигенетических паттернов в условиях болезни и при заданном воздействии окружающей среды ставит новые задачи как в плане экспериментов, так и в методологических вопросах.

Как и любой сложный фенотип, на эпигенетический контроль активности экспрессии генов могут влиять как генетические факторы, так и факторы окружающей среды. Фактически, недавние исследования показали, что воздействие окружающей среды может быть получено через эпигеном (Fraga et al., 2005; Вонг и др., 2005; Поулсен и др., 2007; Шиф и др., 2008; Ling and Groop, 2009), горячая область в комплексных исследованиях болезней, включая рак, которая требует активных исследований. С быстрым развитием эпигеномного анализа с использованием секвенирования следующего поколения или технологий на основе массивов, новая эпигенетическая эпидемиология служит мостом, связывающим активность генов с условиями окружающей среды. В этом отношении близнецы являются полезными объектами исследования, которые могут помочь в оценке генетических и экологических влияний на эпигенетические регуляции (Tan et al., 2013).

Двойные методы эпигенетических исследований

Классический сдвоенный дизайн

В классическом дизайне близнецов наблюдаемое сходство близнецов MZ и близнецов DZ позволяет разложить фенотипические вариации на вариации, обусловленные аддитивными генетическими (A), общими или общими средовыми (C) и уникальными средовыми или остаточными (E) влияниями. (Рис. 1), где A является результатом суммы аллельных эффектов нескольких генов; C от влияний окружающей среды, разделяемых членами-близнецами, таких как дородовые условия, домашняя среда и социально-экономический статус семьи; и E от влияний, которые не разделяются или уникальны, таких как личный образ жизни и опыт, стохастические биологические эффекты, а также ошибка измерения.Учитывая тот факт, что близнецы MZ имеют общие гены, в то время как близнецы DZ имеют в среднем половину своих сегрегационных генов, и допуская, что влияние окружающей среды в одинаковой степени разделяют близнецы MZ и DZ (предположение о равных условиях окружающей среды, рис.1), классический Метод близнецов позволяет оценить различные компоненты дисперсии, используя данные фенотипа близнецов. Совместное генетическое и средовое наследие у близнецов означает, что любая фенотипическая корреляция между близнецами MZ ( r _MZ ) может быть связана с их общим генетическим составом и их общим влиянием окружающей среды, т.е.е. r _MZ = А + С. Точно так же любой

Список сокращений

DZ

дизиготный

IBD

идентичный по происхождению

MZ

монозиготный

нкРНК

некодирующий RNA

QL 9019 некодирующий 9019 r _DZ

корреляция между близнецами MZ

r _MZ

корреляция между близнецами MZ

наблюдаемая корреляция между близнецами DZ обусловлена ​​также их общей генетикой (в среднем 50%), а также влиянием окружающей среды с r _DZ = 0. 5А + С. Различия между каждым из близнецов обусловлены их генетическим составом, общим влиянием окружающей среды и остаточными факторами, уникальными для каждого близнеца, то есть A + C + E. Моделирование структурным уравнением (SEM) может применяться для оценки компонентов A, C и E, т. Е. Модели ACE, с одновременной корректировкой влияния ковариат (например, возраста), предоставления доверительных интервалов для оценок параметров и предоставления отчетов о производительности модели в соответствие данным. Посредством вычисления информационного критерия Акаике (AIC) (Akaike, 1974) производительность полной модели ACE можно сравнить с ее вложенными моделями, включая модель AE (удаление компонента C), модель CE (удаление компонента A) и E модель (отбрасывая компоненты A и C).Это позволяет выбрать наиболее подходящую и наиболее экономичную модель для заданного набора данных. Вместо популярной модели ACE можно также использовать модель ADE, где D обозначает доминирующий генетический эффект. Наличие доминирования можно распознать, когда r _DZ намного ниже половины r _MZ . Таким же образом можно подобрать вложенные модели (AE, DE и E) и сравнить характеристики, чтобы найти наиболее подходящую модель.

Рассматривая эпигенетические измерения, такие как уровень метилирования ДНК в CpG-сайте, как количественный фенотип, классическая модель близнецов может применяться для оценки генетических и экологических компонентов в эпигенетическом контроле активности генов, например, во время развития и старения человека. , и по этиологии болезни.Обратите внимание, что в модели ACE компонент C отражает общую среду в их раннем возрасте от беременности до, по крайней мере, выхода из дома. Фактически, модель ACE можно сравнить с ее вложенной моделью AE, чтобы проверить, способствуют ли общие условия окружающей среды в раннем периоде жизни эпигенетическим модификациям в более позднем возрасте. В этом случае модель ACE прекрасно подходит для последующей связи среды раннего периода жизни с эпигенетическим статусом. Двойной метод может также могут применяться к эпигенетическим данным, собранным в долгосрочном плане, для поиска динамических паттернов генетической регуляции и регуляции окружающей среды в раннем периоде жизни при эпигенетическом контроле над функцией генов в процессе развития и старения.Помимо одномерной модели близнецов, многомерные подходы также могут применяться к нескольким геномным локусам, например. Сайты CpG, чтобы проанализировать, являются ли они совместно регулируемыми генетически и / или экологически, чтобы дать более глубокое представление об интерактивном эпигеноме.

Рис.1.

Схема проезда для классической двойной конструкции. Классическая модель близнецов разлагает фенотипические различия на генетические и средовые компоненты в предположении равного распределения в среде монозиготных (MZ) и дизиготных (DZ) пар близнецов.А, аддитивные генетические влияния; C — общие или общие влияния окружающей среды; E, уникальное влияние окружающей среды или остаточное влияние.

Рис. 2.

Дизайн случая со-близнецом с использованием однояйцевых близнецов, не согласующихся с фенотипом заболевания. Сходный генетический состав и общая среда выращивания делают идентичные пары близнецов идеально подобранными по известным (генетика, возраст), а также по неизвестным смешивающим факторам. Слева: на рисунке показана аналогичная последовательность ДНК в идентичной паре близнецов с одним сайтом метилирования (прикрепленный –CH ₃ ) у больного близнеца (красный), но не у здорового близнеца (черный), что может быть связано с дифференциальным воздействием. обозначается звездочкой над больным близнецом.Справа: можно собрать несколько пар однояйцевых близнецов с учетом возраста и пола.

Корпус парной конструкции

Дизайн случая с двумя близнецами собирает пары близнецов, не согласующиеся по болезни или признаку, и пытается связать несоответствие болезни с разным воздействием окружающей среды (рис. 2). В то время как дизайн случайных близнецов может быть применен к близнецам MZ или DZ, пары MZ предпочтительнее, потому что они генетически идентичны, оставляя несоответствия в парах, имеющих экологическое происхождение.Сосредоточение внимания на однояйцевых близнецах делает дизайн случая со-близнецов особенно полезным в эпигенетических исследованиях, поскольку одной из основных задач этих исследований является поиск воздействий окружающей среды, которые связаны с наблюдаемыми эпигенетическими изменениями, связанными со статусом болезни. Здесь здоровые близнецы служат идеальной контрольной группой. Пары близнецов MZ имеют одинаковый генетический состав, и они также могут иметь общую среду воспитания в детстве и юности. Таким образом, пары MZ идеально подходят для множества известных (генетика, возраст) и неизвестных потенциальных смешивающих факторов.Это означает, что дизайн случайных близнецов считается более эффективным, чем обычный дизайн случай-контроль, используемый в большинстве текущих исследований ассоциаций на уровне всего эпигенома.

В литературе дизайн случайных близнецов уже применялся в недавних эпигенетических исследованиях (Таблица 1), хотя статистические методы анализа полученных данных в настоящее время востребованы. Совсем недавно мы предложили смешанную модель, которая моделирует внутрипарное дифференциальное метилирование ДНК как функцию воздействия окружающей среды, обеспечивая поправку на смешивающие факторы как фиксированные. эффекты и учет случайных эффектов, таких как пакетный эффект, расположение сэмплов на массиве и т. д.Вкратце модель имеет следующий вид: (1) Здесь Me (+) и Me (-) — уровни метилирования ДНК, измеренные у пораженных и здоровых близнецов одной и той же пары; β — наклон для переменных с фиксированным эффектом (от x ₁ до x _n ), а y ₁ до y _m — переменные со случайным эффектом, включая пакетные эффекты. В этой модели угол пересечения α является важным параметром, потому что он обозначает среднее кратное изменение уровня метилирования ДНК между затронутыми и здоровыми близнецами. Проверяя нулевую гипотезу α = 0, мы можем проверить, связано ли заболевание с гипер- (α> 0) или гипометилированием (α <0) в тестируемом сайте CpG. За исключением переменных, специфичных для пар близнецов, например возраст и пол, остальные фиксированные эффекты относятся к разному воздействию в определенных средах. Если β переменной дифференциального воздействия значительно отличается от нуля, соответствующая среда вызывает гипер- (β> 0) или гипометилирование (β <0) на сайте CpG у пораженных близнецов, устанавливая связь между воздействием окружающей среды и эпигенетическая регуляция и болезнь.Обратите внимание: можно утверждать, что влияние возраста и пола совпадает в дизайне однопартийных близнецов. В эпигенетических исследованиях, однако, этот аргумент неверен, потому что различия внутри пары близнецов в эпигенетических измерениях могут быть выше у старых, чем у молодых пар близнецов, а для некоторых конкретных участков внутри пары близнецов эпигенетические различия могут различаться в зависимости от пола. В нашей смешанной модели, основанной на регрессии, они могут быть легко включены как зависящие от пары ковариаты с фиксированными эффектами и скорректированными их эффектами.

Таблица 1.

Резюме эпигенетических исследований с использованием пар близнецов MZ, дискордантных по заболеванию или признаку

Картирование локусов количественных признаков (QTL) с использованием дизиготных близнецов

Современные методы высокопроизводительного генотипирования на основе массивов, такие как Illumina и Affymetrix, а также, совсем недавно, секвенирование следующего поколения, революционизируют способы разработки и проведения генетических эпидемиологических исследований. Геномный анализ с высоким разрешением, обеспечиваемый высокоплотными и информативными маркерами SNP, предлагает исследователям эффективные инструменты для картирования QTL, связанного со сложными фенотипами человека, включая молекулярные фенотипы, такие как активность экспрессии генов и уровни метилирования ДНК.

Парные близнецы

DZ на самом деле являются обычными братьями и сестрами. Оценивая фенотип-зависимые аллели, совместно использующие идентичные по происхождению (IBD) в паре, непараметрический анализ сцепления может быть выполнен с использованием анализа компонентов дисперсии (Kruglyak and Lander, 1996). Подобно фенотипам заболеваний, измеренные молекулярные фенотипы (например, уровни метилирования ДНК) можно рассматривать как количественный признак, по которому можно проводить непараметрический анализ сцепления. Мы подчеркиваем, что при сканировании сцепления с использованием близнецов DZ используется тот факт, что близнецы DZ подходят для пренатальных и общих факторов среды выращивания и идеально подходят для своего возраста.Эти факторы могут влиять на измеряемый эпигенетический статус и, следовательно, должны корректироваться при анализе сцепления. Картирование сцепления QTL на основе близнецов получает дополнительное преимущество из-за низкой вероятности отсутствия отцовства. Отсутствие отцовства может привести к смещенной оценке вероятности ВЗК, что приведет к неверным результатам связывания в непараметрическом анализе сцепления (MacGregor et al., 2000). Фактически, близнецы DZ использовались для картирования сцепления QTL экспрессии генов (De Moor et al., 2007; Livshits et al., 2007; Perola et al., 2007; О’Коннор и др., 2008). Точно так же методы, использующие пары братьев и сестер (т. Е. Пары братьев и сестер) для картирования ассоциаций, такие как S-TDT (Spielman and Ewens, 1998) и QTDT (Abecasis et al., 2000; Ewens et al., 2008), применяются к молекулярным данным. на близнецах DZ тоже.

Фактически, картирование как сцепления (Schadt et al., 2003; Morley et al., 2004; Monks et al., 2004), так и ассоциации (Cheung et al., 2005) использовалось для поиска участков генома, находящихся под эпигенетический контроль транскрипционной активности посредством цис- (локальная) или транс- (дистанционная) регуляции.Хотя экспрессия генов может быть коррелирована с эпигенетическим статусом, прямое применение анализа сцепления и ассоциации к эпигенетическим фенотипам (метилирование ДНК, ацетилирование гистонов, экспрессия нкРНК) должно давать более эффективные и конкретные результаты, поскольку на измеренные уровни мРНК могут влиять несколько упомянутых эпигенетических механизмов. выше.

Близнецы для эпигенетического исследования болезней человека

Изменения в экспрессии генов в результате глобального эпигенетического регулирования, вызванного генетическими, средовыми и стохастическими эффектами, накопленными с течением времени (Fraga et al., 2005) могут способствовать развитию индивидуальной предрасположенности к сложным заболеваниям (Poulsen et al., 2007; Gilbert, 2009; Grönniger et al., 2010; Holliday, 2010; Bocklandt et al., 2011), добавляя молекулярные доказательства того, что природа и воспитание неразрывно связаны. Анализ сложных интерактивных отношений между геном и окружающей средой в развитии сложных фенотипов представляет собой новую задачу.

Как упоминалось выше, однояйцевые близнецы являются полезными объектами исследования в эпигенетических исследованиях сложных фенотипов из-за их идеально совпадающего генетического фона (рис.2) (Petronis, 2006; Poulsen et al., 2007). В таблице 1 перечислены опубликованные статьи об эпигенетических исследованиях с использованием однояйцевых близнецов, не согласных по заболеваниям или признакам. Как показано в Таблице 1, объем заболеваний, охватываемых заявкой, все еще очень ограничен. В современных моделях болезней в развитых и развивающихся странах преобладают неинфекционные заболевания, такие как сердечно-сосудистые заболевания, диабет и рак, для которых факторы окружающей среды играют важную роль в развитии болезней и патологии.Учитывая сложную природу общих заболеваний, следует настоятельно поощрять использование дизайна близнецов в эпигенетических исследованиях сложных заболеваний. Мощный дизайн двух близнецов в сочетании с новейшими высокопроизводительными методами эпигеномного анализа должен помочь выявить важные факторы риска окружающей среды, которые стоят за наблюдаемыми эпигенетическими изменениями, ответственными за конечные точки заболевания или здоровья.

Близнецы для эпигенетических исследований старения и развития человека

Старение — это неизбежный процесс для всех, но мы проходим его в свое время и в удобном для нас темпе. Хотя генетика может изначально определить, как человек стареет, со временем окружающая среда может в конечном итоге играть более важную роль в процессе старения.

Исследования показали, что условия окружающей среды в раннем периоде жизни являются важными модификаторами процесса старения (Szyf, 2012; Szyf, 2009; Murgatroyd and Spengler, 2011). Поскольку генетическая регуляция процесса старения не поддается непосредственному контролю, изучение факторов окружающей среды, которые замедляют или ускоряют его, может иметь более практическое значение.В качестве первого шага к этому необходимо изучить относительную важность гена и окружающей среды, что является типичной темой в моделировании близнецов. В исследованиях старения классическая модель близнецов применялась к различным фенотипам, связанным со старением, включая физическую работоспособность (Frederiksen et al., 2002) и когнитивные способности (Greenwood et al., 2011; Reynolds et al., 2005) у пожилых людей. Tan et al. (Tan et al., 2005) применили метод близнецов к данным по экспрессии генов у датских близнецов старшего возраста и оценили наследуемость уровней экспрессии наиболее активных генов.Впоследствии Каминский и др. (Kaminsky et al., 2009) изучили глобальные профили метилирования ДНК у близнецов MZ и DZ и сообщили о весьма значимых эпигенетических различиях, предполагающих как генетическое, так и влияние окружающей среды на эпигенетическую регуляцию экспрессии генов. Фактически, влияние среды ранней жизни (включая внутриутробную жизнь) на эпигеном изучалось как на животных, так и на людях, и результаты были связаны с развитием стресса (Murgatroyd and Spengler, 2011), ожирением (Lillycrop и Burdge, 2011), диабет (Fradin and Bougnères, 2011) и психические заболевания с поздним началом (Szyf et al., 2007; Макгоуэн и Шиф, 2010). В многоклеточном организме многие эффекты дифференциальной экспрессии генов, определяющие структурную и функциональную дифференцировку клеток, возникают во время развития. Эпигенетические модификации, вызванные событиями ранней жизни, представляют собой вероятный механизм, с помощью которого постоянное воздействие определенной среды ранней жизни может быть интегрировано в эпигеном для программирования гормональных и поведенческих реакций взрослого человека, облегчая адаптацию к изменяющимся условиям окружающей среды посредством модификации или изменения активности генов. .В этом отношении однояйцевые близнецы, не согласующиеся с массой тела при рождении, являются идеальными объектами для изучения воздействия неблагоприятных условий жизни в очень раннем возрасте на эпигенетическую регуляцию здоровья во взрослом возрасте, поскольку генетическая часть эпигенетического контроля отменяется, что позволяет установить чистую связь между воздействием окружающей среды и эпигенетическими факторами статус. Используя небольшую выборку из 17 пар близнецов MZ, различающихся по массе при рождении, Souren et al. (Souren et al., 2013) сообщили об отсутствии значимого паттерна внутрипарного дифференциального метилирования ДНК в полногеномном анализе.В настоящее время мы работаем над данными метилирования полногеномной ДНК относительно большой выборки из 150 пар однояйцевых близнецов, не согласующихся по массе при рождении. Наблюдаемые эпигенетические паттерны у дискордантных близнецов будут связаны с метаболическими фенотипами, чтобы искать эпигенетические модификации, вызванные несоответствием массы тела при рождении и его ассоциацией с изменениями метаболических профилей. Наши результаты также будут служить надежной копией результатов Souren et al. (Сурен и др., 2013).

Процесс старения сопровождается различными измененными фенотипами, которые могут быть связаны с эпигенетическими изменениями.В литературе появляется все больше сообщений о том, что метилирование ДНК является активным процессом в постмитотических клетках и что эпигеном непрерывно созревает на протяжении всей жизни, а эффекты старения проявляются постепенно с течением времени в результате воздействия различных факторов. экологические факторы. Например, Tan et al. (Tan et al., 2008) сообщили о возрастных моделях экспрессии генов в семьях Юта CEPH (Centre d’Etude du Polymorphisme Humain). Хотя наблюдаемое возрастное изменение экспрессии генов может быть вызвано как эпигенетической регуляцией, так и генетическими изменениями, накопленными в результате повреждения ДНК, можно предположить, что значительная часть изменений может быть объяснена эпигенетическими механизмами. В другом примере Fraga et al. (Fraga et al., 2005) сообщили о большем эпигенетическом сходстве у младших близнецов по сравнению со старшими близнецами MZ, что предполагает эпигенетическую регуляцию, индуцированную накопленной стимуляцией внутренних и внешних факторов, включая воздействие окружающей среды. Рассматривая уровни экспрессии генов или метилирования ДНК как молекулярные фенотипы, классический дизайн близнецов можно применять в разном возрасте для изучения возрастных закономерностей генетического и экологического вклада в эпигенетическую модификацию активности генов, что может быть связано со старением. фенотипы (например,грамм. физический и когнитивный спад) и болезни.

Выводы

Наиболее сложные признаки (болезни, молекулярные фенотипы) находятся под контролем как генетических факторов, так и факторов окружающей среды через интерфейс эпигенетики. Хотя современные методы уже позволяют проводить высокопроизводительное эпигенетическое профилирование в масштабе генома, наше понимание генетических и экологических влияний на эпигенетическую регуляцию остается ограниченным. При правильном дизайне исследования и аналитических подходах исследования близнецов могут помочь в выявлении новых эпигенетических меток и их увязке с воздействием окружающей среды, в том числе опытом ранней жизни, для измерения их влияния на эпигенетический контроль над активностью генов, с использованием классических моделей близнецов, анализа сцепления. , корпус двойной конструкции и т. д.Ожидается, что ценный образец близнецов внесет новый вклад в раскрытие и понимание эпигенетической основы развития сложных заболеваний и особенностей человека.

Благодарности

Авторы благодарят профессора Торбена Крузе и Мадса Томассена из университетской больницы Оденсе за полезные обсуждения.

СНОСКИ

• Вклад авторов

  Q.T. подготовил и отредактировал документ; К.С., Л.К. и Q.T. сформулировал концепцию работы; J. V.B.H. способствовал двойным методам и статистическому моделированию. Все авторы внесли свой вклад в представленные идеи.

• Конкурирующие интересы

  Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

• Финансирование

  Эта работа была поддержана совместно Программой совместных исследований между Китаем и Европой Европейского фонда изучения диабета (EFSD) 2013; грант на исследования в области медицины и естествознания фонда Novo Nordisk No.7493; Комплексное исследование детерминант развития старения и долголетия (IDEAL), проект 7 FP7 ЕС. 259679.

• © 2015. Опубликовано ООО «Компания биологов»

Почему исследования близнецов? — Michigan State University Twin Research

Если близнецы MZ показывают большее сходство по данному признаку по сравнению с близнецами DZ, это свидетельствует о том, что гены значительно влияют на этот признак. Однако, если близнецы MZ и DZ имеют одинаковый признак в равной степени, вполне вероятно, что окружающая среда влияет на признак больше, чем генетические факторы.Например, на рисунке 1 представлены двойные корреляции MZ и DZ для нескольких физических и психологических характеристик. Как показано на рисунке, близнецы MZ в среднем в два раза более похожи по этим характеристикам, чем близнецы DZ, что позволяет предположить, что гены влияют на развитие этих черт.

В дополнение к традиционным исследованиям близнецов, исследования детей близнецов являются особенно полезным способом изучения генетического и экологического влияния на черты характера и расстройства и их передачи из поколения в поколение.Например, поскольку MZ (однояйцевые) близнецы имеют 100% общих генов, дети близнецов MZ так же генетически связаны с сестрой-близнецом или братом-близнецом своего родителя-близнеца, как и со своим родителем. Учитывая это, их двоюродные братья от тети или дяди похожи на генетических сводных братьев и сестер. Поскольку эти двоюродные братья обычно живут в разных семьях, эти отношения позволяют получить уникальный взгляд на возможные взаимодействия между генетическими влияниями и факторами окружающей среды.

Результаты исследований близнецов могут указывать на то, что конкретный признак или заболевание имеет генетический компонент, но это не дает информации о местонахождении этого гена или генов.Тем не менее, модели и методы близнецов чрезвычайно полезны для понимания того, в какой степени психологические и медицинские расстройства, а также поведение и черты характера зависят от генетических факторов. Затем эту информацию можно использовать для разработки более эффективных способов профилактики и лечения расстройств и дезадаптивного поведения. Действительно, некоторые из наиболее эффективных методов лечения заболеваний (например, рака груди с ранним началом) были разработаны частично в результате исследований на близнецах.

Ошибка продолжается в JSTOR

Abstract

Классический метод близнецов оценивает различия в сходстве поведенческих черт между парами монозиготных и однополых дизиготных близнецов.Сторонники метода близнецов утверждают, что большее сходство поведенческих черт с первыми поддерживает важную роль генетических факторов в их возникновении. Многие критики, с другой стороны, утверждают, что негенетические факторы правдоподобно объясняют эти результаты. Метод близнецов десятилетиями использовался в психологии, психиатрии и медицине, а в последнее время — в таких областях социальных наук, как политология и экономика. В 2012 году группа исследователей в области политологии, использующих поведенческие генетические методы, провела исследование, основанное на данных о близнецах, в попытке проверить позицию критиков, и пришла к выводу в пользу валидности метода близнецов и лежащего в его основе монозиготно-дизиготного «равноправия». предположение окружающей среды.«Автор утверждает, что этот вывод не подтверждается, потому что исследователи (1) построили свое исследование таким образом, чтобы гарантировать валидацию метода близнецов, (2) выдвинули несостоятельные переопределения предположения о равных условиях окружающей среды, (3) использовали неадекватные методы Чтобы оценить близнецовое экологическое сходство и политическую идеологию, (4) пришли к нескольким выводам, которые опровергают валидность метода близнецов, (5) упустили из виду предыдущие доказательства, показывающие, что монозиготные пары близнецов испытывают сильные уровни замешательства и привязанности, (6) ошибочно подсчитали влияние окружающей среды о поведенческом сходстве близнецов как генетических эффектах и ​​(7) объединили потенциальные, но разные роли биологических и генетических влияний на сходство близнецов. Автор приходит к выводу, что исследование не подтвердило предположение о равных условиях окружающей среды, и что генетические интерпретации данных двойного метода в политической науке и поведенческой науке должны быть полностью отвергнуты.

Информация журнала

The Journal of Mind and Behavior (JMB) признает, что разум и поведение позиционируются, взаимодействуют и причинно связаны друг с другом разнонаправленными способами; Журнал призывает исследовать эти взаимосвязи.JMB особенно интересуется научной работой в следующих областях: психология, философия и социология экспериментирования и научного метода; проблема разума и тела в психиатрии и социальных науках; критический анализ концепции DSM-биопсихиатри-соматотерапии; вопросы, относящиеся к этическому изучению познания, самосознания и высших функций мышления у нечеловеческих животных.

Информация об издателе

Небольшое академическое издательство, посвященное междисциплинарному подходу в психологии, психиатрии и смежных областях.Издатель журнала «Разум и поведение». Спонсор симпозиумов и конференций по теориям сознания и проблеме разума и тела в социальных науках.

Комментарий: Фрэнсис Гальтон и метод близнецов | Международный эпидемиологический журнал

Монозиготные близнецы возникают в результате деления одной оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) в раннем эмбриональном периоде, тогда как дизиготные близнецы возникают в результате имплантации двух независимо оплодотворенных яйцеклеток. Классический метод близнецов сравнивает сходство монозиготных и дизиготных близнецов, исходя из предположения, что первые генетически идентичны, тогда как вторые похожи на братьев и сестер.Метод близнецов обычно приписывается ¹ книге Фрэнсиса Гальтона «История близнецов» (1875), ² , но эта интерпретация неверна. ^{3 , 4} В этой статье Гальтон отслеживал изменения в истории жизни близнецов, чтобы выяснить, разошлись ли близнецы, которые были похожи при рождении, в разных средах или же близнецы, которые были разными при рождении, сходились в одинаковых условиях. . Он обнаружил, что в целом это не так, из чего он пришел к выводу, что факторы окружающей среды (воспитание) были намного слабее, чем унаследованные (природа).Он не смог изобрести классический метод близнецов из-за недостаточного понимания механизма наследственности. (Помните, что статья Менделя 1865 года ⁵ не была «открыта» до 1900 года. ⁶ ) Продолжая этот анализ, полезно также рассмотреть «Теорию наследственности» (1875), ⁷ , которая содержит дополнительную информацию о исследование близнецов. (Статьи Гальтона воспроизводятся на веб-сайте galton.org.)

В Наследственный гений (1869), ⁸ Гальтон провел статистическое исследование того, в какой степени выдающиеся люди имеют выдающихся родственников, и пришел к выводу, что существуют убедительные доказательства того, что наследственность гения, понимаемая как означающая способность.Книга вызвала неоднозначный прием, многие критики предположили, что Гальтон проявил наследственную предвзятость в интерпретации своих результатов и недооценил важность общих факторов окружающей среды в семьях. ⁴ В ответ он разработал анкету, которую разослал членам Королевского общества, в которых они спрашивали, среди прочего, об их прошлом и происхождении их тяги к науке. Результаты, полученные в исследовании English Men of Science (1874) ⁹ , неубедительны, но в книге есть введение, в котором выражение «природа и воспитание» обозначает влияние наследственности и окружающей среды и предполагается, что однояйцевые близнецы могут быть использовались в качестве доказательства преобладания природы над воспитанием путем рассказывания анекдотов, показывающих, что близнецы, которые были идентичны при рождении, сохраняли свою идентичность во взрослой жизни, несмотря на различия в воспитании.

Затем Гальтон разослал анкету об их жизненных историях большому количеству взрослых близнецов, сообщив результаты в «Истории близнецов». ² Он обнаружил, что пары близнецов можно разделить на три группы по степени сходства: те, которые были очень похожи при рождении, которые всегда были одного пола; те, кто был в меру похож, кто мог быть похожего или непохожего пола; и очень непохожие, все одного пола. В первой группе близнецов, очень похожих при рождении, он обнаружил, что различия в окружающей среде во взрослом возрасте вообще не приводили к их расхождению, если только одна из них не страдала какой-либо формой болезни.В третьей группе близнецов, которые были очень непохожи при рождении, идентичность воспитания в детстве и юности вообще не имела тенденции ассимилировать их. Вторую группу умеренно похожих близнецов он не рассматривал дальше. Он пришел к выводу, что «природа преобладает над воспитанием, когда различия в воспитании не превышают того, что обычно наблюдается среди людей одного и того же уровня общества и в одной и той же стране».

Гальтон знал эмбриологическое различие между монозиготными и дизиготными близнецами из работ Kleinwächter ¹⁰ и Späeth. ¹¹ Он также знал, что монозиготные близнецы всегда были одного пола, тогда как дизиготные близнецы с одинаковой вероятностью были бы похожи или непохожи по полу. Поскольку все 20 очень непохожих близнецов были одного пола, он подумал, что они, вероятно, были монозиготными ⁷ : «Следовательно, существует большая вероятность того, что мои случаи сильного несходства были обычно, если не всегда, случаями истинного [монозиготного] двойняшки. Но у меня так или иначе нет прямых доказательств ». В свете современных знаний представляется вероятным, что 20 разнородных близнецов одного пола были дизиготными близнецами из верхнего диапазона несходства; То, что все они были однополыми, могло быть связано с большей легкостью диагностировать несходство у однояйцевых, чем у разнополых близнецов.Но это не влияет на аргумент Гальтона о том, что сходство их среды в детстве и юности не способствовало их ассимиляции.

Гальтон считал, что группа очень разнородных близнецов одного пола может быть монозиготной из-за его понимания механизма наследственности в 1875 году. очень большое количество наследственных частиц или геммул, совокупно называемых стременем, небольшая часть которых была проходимой, развивалась в клетки взрослого организма, тогда как остальные оставались латентными и могли передаваться следующему поколению. Он также предположил, что стремя братьев и сестер были почти идентичными, так что генетические различия между ними зависели от различий между патентными геммулами, полученными от них.

Затем он объяснил различия между разными типами близнецов следующим образом: ⁷ :

Что может быть причиной того, что из одного и того же первичного стремления могут развиться либо два совершенно разных человека, либо два близнеца. похожие; в то время как промежуточные случаи сравнительно редки, так что их можно рассматривать в связи с совершенно другой, более общей случайностью, а именно, когда близнецы рождаются не из одной и той же яйцеклетки, а из отдельных яйцеклеток? Ответ, который я предлагаю, таков: что касается сходства истинных [монозиготных] близнецов, здесь может возникнуть небольшая трудность; мы должны ожидать, исходя из статистических соображений, что две половины любого набора микробов будут очень похожи.Поскольку вторичные стремления близнецов одинаковы, и обстоятельства, при которых строится их тело, почти идентичны, результаты должны быть очень похожими. С другой стороны, что касается несходства, мы могли бы ожидать, что, если бы произошла достаточная задержка перед разделением первичного стремена, чтобы позволить его зародышам расположиться в соответствии с их сходством, две половинки первичного стремена будет сильно контрастировать.

В этом отрывке первичное движение — это движение зиготы сразу после ее оплодотворения, а вторичное движение монозиготных близнецов — это их движение сразу после разделения зиготы на две.Гальтон объясняет сходство трех классов близнецов следующим образом. (i) Монозиготные близнецы, которые разделились вскоре после зачатия, очень похожи, потому что у них очень похожие вторичные стремена, полученные в результате деления одного и того же первичного стремена, и эти вторичные стремена развиваются в очень похожих условиях. (ii) Дизиготные близнецы и братья и сестры умеренно похожи, потому что они произошли от очень похожих первичных стремена, которые развиваются в примерно одинаковых условиях. Нет никаких прогнозов относительно степени сходства.(iii) Монозиготные близнецы, которые делились значительное время после зачатия, очень непохожи друг на друга, потому что первичный шаг, который делится на две части, был организован в противоположные половины.

Гальтон не мог в 1875 году изобрести классический метод близнецов, основанный на этой неменделевской теории наследственности. Он отслеживал изменения в истории жизни близнецов, чтобы увидеть, разошлись ли близнецы, которые были очень похожи при рождении, в более позднем возрасте или же близнецы, которые были очень непохожи при рождении, сблизились позже, в качестве теста на относительную важность природы и воспитания. .Классический близнецовый метод сравнения сходства монозиготных и дизиготных близнецов на основе менделевских предположений был впервые использован в 1920-х годах. ³

Конфликт интересов: Не заявлено.

Список литературы

1.,

Pioneers of Psychology

,

1979

3rd

New York

WW Norton

2.

История близнецов как критерий относительной силы природы и воспитания

,

Fraser’s Magazine

,

1875

, Т.

12

(стр.

566

—

76

) 3.

Пломин Р., Ванденберг С.Г. Кто открыл метод близнецов?

,

Behav Genet

,

1990

, vol.

20

(стр.

277

—

85

) 4. ,

Фрэнсис Гальтон: пионер наследственности и биометрии

,

2003

Балтимор

Джонс Хопкинс

5.

Versuche über Pflanzenhybriden

,

Verh. Натурф. Вер. Брюнн

,

1865

, т.

4

(стр.

3

—

44

) 6. ,

Истоки менделизма

,

1985

2-я

Чикаго

Чикагский университет

7.

Теория наследственности

,

J Anthropol Inst

,

1875

, vol.

5

(стр.

329

—

48

) 8. ,

Наследственный гений

,

1869

Лондон

Macmillan

9.,

Английские ученые: их природа и воспитание

,

1874

Лондон

Macmillan

10. ,

Die Lehre von den Zwillingen

,

1871

Прага

Haerpfer

11.

Studien über Zwillingen

,

Zeitschrift der Wiener Gesellschaft Ärzte

,

1860

1860

1860

1860

16

(стр.

225

—

31, 241–4

)

Опубликовано Oxford University Press от имени Международной эпидемиологической ассоциации © Автор 2012; все права защищены.

Twin Study | медицинские исследования

При многоплодных родах: исследования близнецов

\ n \ nПоскольку близнецы MZ несут идентичные гены, они широко используются в медицинских и психологических исследованиях.Сравнивая наборы близнецов MZ с тщательно подобранными контрольными наборами близнецов DZ («метод близнецов»), исследователи попытались выяснить относительную важность наследственности… \ n

Подробнее

наследуемость

• Обычно используется

  … в исследованиях близнецов в области генетики поведения. Методология основана на том факте, что однояйцевые близнецы (монозиготные или однояйцевые близнецы) имеют 100 процентов общих генов, а неидентичные или разнояйцевые близнецы (дизиготные или двухяйцевые близнецы) похожи на других братьев и сестер (i .е., братья… \ n

  Подробнее

генетика человека

• В генетике человека: выводы из исследований близнецов

  Измеряя рост большого числа обычных братьев и сестер (братьев и сестер) и пар близнецов, он может показать, что средняя разница между однояйцевыми близнецами составляет менее половины разницы для всех других братьев и сестер. Любой… \ n

  Подробнее

«,» url «:» Introduction «,» wordCount «: 0,» sequence «: 1},» imarsData «: {» HAS_REVERTED_TIMELINE «:» false «,» INFINITE_SCROLL «:» «},» npsAdditionalContents «: {},» templateHandler «: {» metered «: false,» name «:» INDEX «},» paginationInfo «: {» previousPage «: null,» nextPage «: null,» totalPages » : 1}, «seoTemplateName»: «PAGINATED INDEX», «toc»: null, «infiniteScrollList»: [{«p»: 1, «t»: 2155330}], «breadcrumb»: null, «familyBarLinks»: [ {«title»: «Article», «url»: «/ science / twin-study», «pageType»: «Topic»}], «byline»: {«Contributor»: null, «allContributorsUrl»: null, » lastModificationDate «: null,» contentHistoryUrl «: null,» warningMessage «: null,» warningDescription «: null},» citationInfo «: {» участники «: null,» title «:» Двойное исследование «,» lastModification «: null, «url»: «https: // www. britannica.com/science/twin-study»},»websites»:null}

Узнайте об этой теме в этих статьях:

основная ссылка

• При рождении близнецов: исследования близнецов

  Поскольку близнецы MZ несут идентичные гены, они широко используются в медицинских и психологических исследованиях. Сравнивая наборы близнецов MZ с тщательно подобранными контрольными наборами близнецов DZ («метод близнецов»), исследователи попытались выяснить относительную важность наследственности …

  Подробнее

наследуемость

• По наследуемости

  … обычно используется в исследованиях близнецов в области генетики поведения.Методология основана на том факте, что однояйцевые близнецы (монозиготные или однояйцевые близнецы) имеют 100 процентов общих генов, а неидентичные или разнояйцевые близнецы (дизиготные или двухяйцевые близнецы) похожи на других братьев и сестер (т. Е. , братья…

  Подробнее

генетика человека

• В генетике человека: выводы из исследований близнецов

  Измеряя рост большого числа обычных братьев и сестер (братьев и сестер) и пар близнецов, можно показать, что средняя разница между однояйцевые близнецы составляют менее половины разницы для всех других братьев и сестер.Любой…

  Подробнее

.