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Genforschung:Zwillinge unterscheiden sich stärker als gedacht

London Fashion Week

Das Erbgut eineiiger Zwillinge - hier die japanischen Models Ami und Aya während der London Fashion Week - unterscheidet sich stärker, als man lange Zeit dachte.

(Foto: Katie Collins/picture alliance/dpa/PA Wire)

Eineiige Zwillinge hätten identisches Erbgut, heißt es oft. Doch neue Forschung zeigt, wie unterschiedlich es sich schon früh entwickelt.

Von Christina Berndt

Als Louki und Anouk 16 Jahre alt waren, gingen sie schon mal mit demselben Jungen aus. Er hatte keine Ahnung, mit wem er sich gerade traf. Denn die beiden Niederländerinnen sind eineiige Zwillinge, und sie sehen einander so ähnlich, dass Nachbarn und entferntere Bekannte bis heute oft nicht wissen, wen sie da gerade vor sich haben. Sie behelfen sich oft mit einem Blick auf die Hunde der 54-jährigen Frauen: Anouk hat einen schwarzen Labradoodle, Louki zwei weiße Schäferhunde. Nur Verwandte und Freunde können die beiden Frauen auch dann erkennen, wenn sie ohne Begleitung unterwegs sind.

Was für Louki und Anouk gilt, kennzeichnet auch andere Zwillingspaare: Eineiige Zwillinge sehen einander faszinierend ähnlich, aber sie sind doch nicht identisch. Die Ähnlichkeit wird oft damit begründet, dass beide Zwillinge die gleichen Gene hätten; schließlich sind sie aus derselben befruchteten Eizelle entstanden. Und die Unterschiede? Sie werden meist darauf zurückgeführt, dass Zwillinge selbst dann, wenn sie von ihren Eltern identisch angezogen und in dieselbe Schulklasse gesteckt werden, letztlich doch ein eigenes Leben mit anderen Freunden, Partnern, Berufen und vielleicht auch Hunden führen. Es gilt als Konsens, dass Gene und Lebensumstände einen Menschen zu etwa gleichen Teilen beeinflussen.

Doch je tiefer Genforscher in die Geheimnisse des Erbguts eindringen, desto mehr zeigt sich: Die Sache könnte erheblich komplizierter sein. Denn eineiige Zwillinge sind genetisch keinesfalls identisch. Dass sie wie zwei Klone dieselbe DNA teilen, mag in dem Moment gelten, in dem sie sich im Mutterleib voneinander trennen. Doch von da an entwickeln sie sich immer weiter auseinander.

Schon bei den ersten Teilungen, die Zwillings-Embryonen getrennt voneinander durchmachen, häufen sie durchschnittlich 5,2 Mutationen an, berichtet ein Team der isländischen Firma Decode Genetics jetzt in Nature Genetics. Die Wissenschaftler hatten 387 Zwillingspaare auf besonders früh entstandene Mutationen untersucht; tatsächlich fanden sie bei 38 Paaren keinen einzigen solchen Unterschied; doch 39 Paare trennten mehr als 100 Mutationen. "Manche dieser Mutationen sind wahrscheinlich ohne Folgen, aber manche könnten auch zu Krankheiten führen", sagt Kári Stefánsson, einer der Autoren.

Die Forscher haben sich in detektivischer Kleinarbeit auf die Suche nach den frühen genetischen Unterschieden zwischen den Zwillingen gemacht. Sie sequenzierten nicht nur das Erbgut der Zwillinge, sondern auch das ihrer Eltern, Partner und Kinder. Und sie konzentrierten sich auf jene Mutationen, die nur einer der Zwillinge trug - und die somit nicht von den Eltern ererbt wurden. Von diesen werteten sie wiederum jene aus, die sich sowohl im Blut des Zwillings als auch bei seinen Nachkommen fanden; denn diese Mutationen betrafen offensichtlich seine Körper- und seine Fortpflanzungszellen und mussten deshalb in einer frühen Zeit der Embryonalentwicklung entstanden sein, als aus den vorhandenen Zellen noch beide Arten von Zellen entstanden.

Die Unterschiede werden im Lauf des Lebens immer größer

Dass es genetische Unterschiede zwischen Zwillingen gibt, wird nach Meinung der Autoren bislang viel zu wenig beachtet. Denn Zwillinge sind beliebte Forschungsobjekte. Sie werden häufig einbezogen, wenn der Einfluss von Umweltfaktoren auf die Entwicklung von Menschen untersucht wird. Dabei wird aber fälschlicherweise davon ausgegangen, dass es zwischen ihnen keine genetischen Unterschiede gibt; wenn nur ein Zwilling eine Krankheit entwickelt oder über eine spezielle Eigenschaft verfügt, wird dies deshalb meist auf seinen individuellen Lebenswandel zurückgeführt. Der Einfluss der Umwelt auf manche Krankheiten oder Eigenschaften werde dadurch womöglich überschätzt, sagt Stefánsson. "Wir sollten diese Mutationen immer im Hinterkopf behalten."

Zumal der Unterschied im Laufe des Lebens immer größer wird. Denn Zwillinge entwickeln sich nicht nur durch frühe Mutationen auseinander, die sich auf ihren gesamten Körper auswirken können. Sie häufen auch wie jeder Mensch im Laufe ihres Lebens epigenetische Veränderungen an. Seit einigen Jahren weiß man, dass das Erbgut keineswegs so stabil ist, wie dies Wissenschaftler lange dachten. Vielmehr wird die DNA ständig durch chemische Prozesse verändert, zum Beispiel werden Molekülreste an die DNA angeheftet. So werden Gene zum Schweigen gebracht, und der Macht der Genetik wird mit der Epigenetik sozusagen eine zweite Instanz übergestülpt.

Dabei scheint alles, was ein Mensch erlebt, tut oder isst, einen Einfluss zu haben. Wissenschaftler haben schon Spuren von Ernährung, Luftverschmutzung, Drogen, geistiger Anstrengung, Sport und Stress an der DNA entdeckt. Die epigenetischen Veränderungen seien "die Sprache, in der das Erbgut mit der Umwelt kommuniziert", sagte der Biologe Rudolf Jaenisch einmal. Andere Experten nennen sie das Gedächtnis des Körpers.

Dass auch die Erbmoleküle von Zwillingen einander keineswegs wie ein Ei dem anderen gleichen, hat Manel Esteller von der Universität Barcelona schon vor Jahren eindrucksvoll belegt: Er hatte das Blut von 40 eineiigen Zwillingspaaren untersucht, die zwischen drei und 74 Jahre alt waren. Dabei zeigte sich, dass die Unterschiede mit dem Alter immer mehr wurden. Und sie waren umso größer, je unterschiedlicher das Leben der Zwillinge verlaufen war. "Wenn einer von beiden mit dem Rauchen anfängt, Drogen nimmt oder stärkerer Umweltverschmutzung ausgesetzt ist, dann kann das epigenetische Profil der Zwillinge deutlich voneinander abweichen", sagte Esteller.

Schon im Mutterleib entstehen erste Abweichungen

Die epigenetische Auseinanderentwicklung der Zwillinge beginnt aber bereits im Mutterleib, wie ein Forscherteam um Jeff Craig von der University of Melbourne herausfand, indem es Nabelschnurblut und Mutterkuchen neugeborener Zwillinge analysierte. Obwohl die Zwillinge bei ihrer Zeugung noch genetisch identisch gewesen waren, kamen sie bereits mit unterschiedlichen Prägungen im Erbgut zur Welt.

Diese Veränderungen haben sich offenbar während ihrer Zeit im Mutterleib ereignet. Craig zufolge müssen sie "auf Ereignisse zurückzuführen sein, die einem Zwilling geschehen sind und dem anderen nicht". Auch wenn man sich die Umwelt von Babys in demselben Mutterleib ziemlich ähnlich vorstellt, so ist sie nicht identisch: Jedes Kind erhält über seine eigene Nabelschnur etwas anders zusammengesetztes Blut; außerdem liegt ein Zwilling vielleicht näher am Herzen der Mutter und der andere weiter vorne im Bauch.

Zwillingsforschung sei trotz der zunehmenden Erkenntnis, wie sehr sich Zwillinge unterscheiden, immer noch sehr erhellend, sagt die Humangenetikerin Gudrun Rappold von der Universität Heidelberg: "Sie kann uns bei der Beantwortung vieler Fragen helfen." Aber Zwillinge zeigen der Menschheit auch: Die Gene mögen zwar ein Stück weit das Leben bestimmen, aber erstens ist der Einfluss begrenzt. Und zweitens bestimmt das Leben auch über die Gene.

© SZ
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