Nature封面：一样的基因，不一样的生命

　　

生物通报道：来自美国国家基因组资源中心NCGR，Illumina Inc.，斯坦福大学医学院等处的研究人员首次公布了一对女性双胞胎的基因组序列分析，研究结果对于解释遗传性疾病具有重要的意义。这一研究成果公布在昨日出版的《Nature》杂志上。

领导这一研究的是NCGR的主席Stephen F Kingsmore博士，这位科学家不仅具有医学和基础研究的背景，而且也具有生物技术产业担任领导者的丰富经验，他曾担任过Molecular Staging公司首席运营和CuraGen公司官研究副主席，另外他也定位克隆5个疾病基因，发表了90多篇同行审查的研究论文。

多（双）胞胎的研究分析进行已久，比如近期Science文章就公布过过最新的双胞胎调查结果，研究人员对佛罗里达州小学中的同卵双生儿及异卵双生儿进行了研究，发现这些孩子在阅读方面的差异，提出基因与环境既可限制又可允许孩子们达到他们天然的阅读能力的双方面作用。

而最新的这项研究则主要关注的是基因遗传对双胞胎罹患疾病的影响。研究人员最开始的目的是分析三对单合子双胞胎，其中一对有多发性硬化，另外两对没有，他们利用了最新基因组测序和分析方法，但是令人吃惊的是，研究人员没有找到能够解释为什么其中一对双胞胎有该疾病而另两对没有的遗传差别、表观遗传差别或转录组差别，也就是说多发性硬化症并不完全受基因控制。

多发性硬化（multiple sclerosis,MS）是一种中枢神经系统脱髓鞘疾病，患者由于在中枢神经系统中产生大小不一的块状髓鞘脱失而产生症状。所谓“硬化”指的是这些髓鞘脱失的区域因为组织修复的过程中产生的疤痕组织而变硬。之前的研究认为这种疾病是一种遗传性疾病，由基因决定是否患病。

然而通过这项研究，研究人员对比了这对一人患有多发性硬化症，一人未患的双胞胎基因组，结果发现其基因组序列并没有重大的差异，不过通过进一步的分析，研究人员利用eQTL (表达定量特征位点)定位（mapping）方法还是发现了双胞胎之间值得进一步探究的、对他们比较有吸引力的差别，下一步他们将着力在细胞类型和表观基因修饰方面的研究。

这些研究除了公布了首批人类女性基因组序列，而且还测定了这三对双胞胎的CD4+淋巴细胞的mRNA转录组和表观基因组序列，这些研究都有利于未来进一步的分析，探究双胞胎同样的基因，不一样的生命的原因。

近期基因组测序比对结果频频公布，像之前科学家们还公布了一个四口之家的基因组序列，其中包括2分别患有Miller综合症(一种罕见的颅面发育紊乱)和原发性纤毛运动障碍的2个孩子。 他们描述了这一基于家庭的测序是如何降低DNA测序所固有的背景噪音，使得研究人员能够清楚地识别基因重组、两代间及罕见突变的部位，以及与这些基因相关的四个特别的候选基因。

这种基于家庭的基因组测序方法会在将来被结合到大多数病人的个人医疗记录之中，随着个人基因组测序的技术难度和成本不断降低，研究人员得以尝试更多的测序模式，研究人员认为，家庭测序将成为今后基因研究和疾病治疗方面的一个新工具，以后甚至每个人的医疗档案中都会包含家庭基因组信息。相信不久的将来，科学家们从基因组中还能探究到更多的生命奥秘。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Genome, epigenome and RNA sequences of monozygotic twins discordant for multiple sclerosis

Monozygotic or ‘identical’ twins have been widely studied to dissect the relative contributions of genetics and environment in human diseases. In multiple sclerosis (MS), an autoimmune demyelinating disease and common cause of neurodegeneration and disability in young adults, disease discordance in monozygotic twins has been interpreted to indicate environmental importance in its pathogenesis1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. However, genetic and epigenetic differences between monozygotic twins have been described, challenging the accepted experimental model in disambiguating the effects of nature and nurture9, 10, 11, 12. Here we report the genome sequences of one MS-discordant monozygotic twin pair, and messenger RNA transcriptome and epigenome sequences of CD4+ lymphocytes from three MS-discordant, monozygotic twin pairs. No reproducible differences were detected between co-twins among ~3.6 million single nucleotide polymorphisms (SNPs) or ~0.2 million insertion-deletion polymorphisms. Nor were any reproducible differences observed between siblings of the three twin pairs in HLA haplotypes, confirmed MS-susceptibility SNPs, copy number variations, mRNA and genomic SNP and insertion-deletion genotypes, or the expression of ~19,000 genes in CD4+ T cells. Only 2 to 176 differences in the methylation of ~2 million CpG dinucleotides were detected between siblings of the three twin pairs, in contrast to ~800 methylation differences between T cells of unrelated individuals and several thousand differences between tissues or between normal and cancerous tissues. In the first systematic effort to estimate sequence variation among monozygotic co-twins, we did not find evidence for genetic, epigenetic or transcriptome differences that explained disease discordance. These are the first, to our knowledge, female, twin and autoimmune disease individual genome sequences reported.