Tweelingen: identiek maar zo verschillend

Eeneiige tweelingen lijken mekaars kopie. Familie en vrienden van de tweeling zullen dat echter betwisten. Onderzoek na onderzoek toont nu ook aan dat identieke tweelingen helemaal niet zo identiek zijn.

Eeneiige tweelingen ontstaan wanneer één bevruchte eicel onbedoeld splitst, en de delen zich verder ontwikkelen tot twee of meer embryo’s. Ongeveer één op de 250 succesvol afgeronde zwangerschappen resulteert in een eeneiige tweeling. Omdat dezelfde bevruchte eicel aan de basis van de twee embryo’s ligt is hun genetische informatie identiek. Maar, zoals de ouders van zo’n tweeling u zullen vertellen, identiek DNA is geen recept voor twee identieke personen.

Ten eerste bepaalt uw DNA niet hoe het brein doorheen het leven zal evolueren. Ervaringen bepalen voor een groot deel hoe iemand zal groeien als persoon, dat lijkt intuïtief, maar toch is er nog maar weinig wetenschappelijk onderzoek gedaan naar het verband tussen individuele ervaringen en de structuur van neurologische verbindingen. Een studie van de Helmholtz Associatie van Duitse onderzoekscentra werpt meer licht op het verband.

Muizen
Het Duitse team bestudeerde veertig genetisch identieke muizen. De knaagdieren werden samen in dezelfde omgeving gedropt. Voor één keer konden de proefmuizen op beide oren slapen: geen elektroshocks of onoplosbare doolhoven, maar een verblijf in een heus ‘luxeresort’, met een brede waaier aan activiteiten en ontdekkingsmogelijkheden.

‘Niet alleen waren de muizen genetische kopieën, ze leefden allemaal samen in dezelfde omgeving’, verduidelijkt prof. Gerd Kempermann, die het onderzoek leidde. ‘Maar omdat die omgeving zo uitgebreid en rijk was kon ieder dier toch afzonderlijke ervaringen opdoen. Hoe meer tijd er verstreek, hoe meer de muizen verschillend individueel gedrag begonnen te vertonen.’

De neurologische verklaring voor die vaststelling vinden we in de hippocampus. Dat deel van de hersenen laat zowel muizen als mensen toe om nieuwe dingen te leren en herinneringen aan te maken. Dat gebeurt door middel van neurogenese: de vorming van nieuwe neuronen in de hippocampus. Neurogenese staat het brein toe flexibel op nieuwe informatie te reageren, en dus te groeien en een aangepaste structuur te ontwikkelen naar aanleiding van acties en omgevingsfactoren.

De studie toont voor het eerst op een wetenschappelijke manier aan dat ervaringen leiden tot de individualisering van de hersenen. ‘Die neurobiologische grond voor individualisme blijft niet beperkt tot muizen, maar geld ook voor mensen’, zegt Kempermann.

Ter controle brachten de onderzoekers een groep muizen onder in een relatief saaie omgeving, en die dieren ondergingen veel minder neurogenesis. ‘Dat impliceert dat een rijke en uitdagende omgeving de ontwikkeling van een individu sterk stimuleert, ook bij mensen’, besluit prof. Ulman Lindenberger, die ook meewerkte aan de studie.

Aan- en uitknop
Neurogenese en individualisme verklaart waarom tweelingen ander gedrag vertonen, een ander lief vinden en er andere meningen op nahouden, maar toch is daarmee niet alles uitgeklaard. Het is immers perfect mogelijk dat één helft van een tweeling ten prooi valt aan een ziekte met een genetische oorzaak, terwijl de andere helft die ziekte nooit zal hebben. Vooral bij psychiatrische storingen zoals schizofrenie is dat het geval. Als de genetische opmaak van de twee individuen identiek is, dan zou hun kans op zo’n ziekte ook identiek moeten zijn, maar verschillende onderzoeken spreken dat tegen.

De verantwoordelijkheid hiervoor ligt bij de zogenoemde epigenetische factoren. De functie en werking van genen kan veranderen zonder dat daarvoor de DNA-sequentie aangepast moet worden. Epigenetische wijzigingen in het genpakket van een persoon komen tot stand door ‘methylatie’. Methylatie is een chemisch proces waarbij een methylgroep (CH3) zich aan een DNA-molecule bindt. Hierdoor gedragen delen van het DNA zich anders en is het bijvoorbeeld mogelijk dat bepaalde genen niet meer, of minder goed, te lezen zijn. Kort gezegd: methylatie is een soort aan- en uitknop voor de genen.

Methylatie en epigenetische wijzigingen van het DNA vinden een heel leven lang plaats. Uit Spaans onderzoek blijkt dat eeneiige tweelingen onmiddellijk na de geboorte epigenetisch nauwelijks te onderscheiden zijn, maar dat de verschillen groeien naarmate de tweeling ouder wordt. Hoe verschillender het leven dat ze leiden, en hoe verder van elkaar ze wonen, hoe groter de epigenetische impact. De oorzaken hiervoor zijn erg uiteenlopend en vaak banaal. Zo heeft roken een grote invloed op het ‘epi-genoom’ van een persoon, net als het volgen van een bepaald dieet of zelfs het beoefenen van een sport.

Genen die plots niet meer of minder goed functioneren kunnen tot aandoeningen zoals alzheimer en kanker leiden, wat verklaart waarom genetische ziektes bij tweelingen niet gelijktijdig hoeven voor te komen.

Allerhande factoren spelen dus een rol bij de uiteindelijke ontwikkeling van een persoon, tweeling of niet. DNA is slechts een deel van het verhaal. Dat deel mag dan wel identiek zijn bij eeneiige tweelingen, het vat allerminst het hele plaatje. Het speelgoed waarmee iemand als baby speelt, de sport die hij of zij kiest, het hebben van rokende vrienden: het speelt allemaal een rol bij de vorming van een individu, met als resultaat dat niet alleen het brein maar ook de genen zelf veranderingen ondergaan.
 

Epigenetica bij tweelingen:




Tweelingenonderzoek in Nederland: