I gemelli possono diventare "non identici" e fatti gemelli più affascinanti

Ogni anno, fratelli e sorelle gemelli provenienti da tutto il pianeta si recano a Twinsburg, Ohio, per partecipare al Twins Days Festival, che quest'anno si svolgerà dal 4 al 6 agosto. È il più grande raduno di gemelli al mondo e diventerà ancora più numeroso se prevarranno le tendenze attuali.

Dal 1915 al 1980 circa, un bambino su 50 nati negli Stati Uniti era gemello. Da allora quel numero è salito alle stelle fino a uno su 30, e non vi è alcuna indicazione che stia diminuendo. Sebbene sia ancora raro, il drammatico aumento delle nascite gemellari può significare conseguenze più negative per la salute delle madri di gemelli e dei loro figli, comprese nascite premature e basso peso alla nascita.

Ma per i genetisti, le nascite gemellari sono qualcosa da celebrare. I gemelli forniscono una miniera di informazioni biologiche che gli scienziati non possono ottenere da nessun’altra parte. Sono preziosi per aiutare gli scienziati a comprendere malattie e altre condizioni, inclusi disturbi alimentari, obesità, orientamento sessuale e vari tratti psicologici.

Gli studi sui gemelli possono anche fornire ai ricercatori nuove informazioni su come stili di vita e abitudini diversi influenzano due persone con lo stesso modello genetico. Lo studio dei gemelli è estremamente utile per esaminare gli effetti dei fattori genetici e ambientali che possono influenzare i tratti ereditati attraverso le generazioni.

Ecco perché i gemelli spesso si trovano in prima linea nel dibattito tra natura e educazione. Per decenni le persone hanno discusso se i geni (natura) o l’ambiente (cultura) avessero un impatto maggiore su chi siamo. Gli studi sui gemelli ci danno un indizio. I gemelli identici, o monozigoti, condividono il 99,99% del loro DNA. Si assomigliano, o quasi. Hanno lo stesso colore degli occhi, lo stesso colore dei capelli, lo stesso tutto... o quasi. I gemelli fraterni o dizigoti condividono il 50% dei loro geni. Se i gemelli identici condividono un tratto in misura maggiore rispetto ai gemelli fraterni, è lecito concludere che il gene rilevante ha influenzato in modo significativo quel tratto. D'altra parte, se sia i gemelli fraterni che quelli identici condividono equamente un tratto, è probabile che sia il loro ambiente, non i loro geni, a influenzare quel tratto particolare.

I gemelli identici possono anche aiutare gli scienziati a determinare in che modo l’ambiente influisce sul funzionamento di un gene, il che a sua volta può aiutarli a capire se determinati tratti o malattie dipendono maggiormente dalla genetica o dall’ambiente. Nel 2015, la rivista Nature Genetics ha condotto una revisione completa di studi sui gemelli provenienti da tutto il mondo. I ricercatori hanno concluso che, in media, i fattori ambientali e genetici hanno la stessa probabilità di influenzare le caratteristiche di una persona e le malattie di cui potrebbe soffrire.

Scott e Mark Kelly una volta erano fratelli gemelli identici. Poi Scott Kelly trascorse un anno nell'orbita terrestre a bordo della Stazione Spaziale Internazionale e tutto cambiò. Quando atterrò, era più alto di 5 cm, aveva molta meno massa corporea e, secondo i ricercatori della NASA, alcuni aspetti del suo DNA erano cambiati. Lui e suo fratello non erano più identici.

No, Scott non si è trasformato in un extraterrestre. Invece, lo stress di vivere nello spazio per così tanto tempo aveva cambiato il modo in cui funzionavano i suoi geni, almeno per un po’. Poiché Scott e Mark condividono essenzialmente lo stesso DNA, gli scienziati hanno confrontato i geni degli uomini prima e dopo il viaggio di Scott. Tra le altre cose, i ricercatori volevano sapere se le radiazioni avrebbero danneggiato le sezioni del DNA che si trovano alla fine di ogni cromosoma, i cosiddetti telomeri.

I telomeri sono come le punte di plastica alle estremità dei lacci delle scarpe che impediscono al tessuto di staccarsi. Senza i rivestimenti protettivi, le estremità del DNA a forma di bastoncino possono danneggiarsi. Test preliminari hanno rilevato che i telomeri di Scott aumentavano significativamente in lunghezza media mentre era in orbita, ma si accorciavano entro 48 ore dall'atterraggio. Al contrario, i telomeri di suo fratello sono rimasti relativamente stabili.

L'anno di Scott in orbita ha cambiato anche il suo sistema immunitario, il modo in cui si sono formate le sue ossa e la sua vista, insieme ad altre funzioni biologiche. La maggior parte di questi cambiamenti genetici sono tornati alla normalità. Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che anche il 7% delle sue espressioni genetiche erano cambiate. Le espressioni geniche determinano se i geni si spengono e si accendono, il che può cambiare il modo in cui funzionano le cellule. Gli scienziati non si sono allarmati perché i fattori ambientali, in questo caso lo stress dei viaggi spaziali, possono influenzare questo processo. Di conseguenza, il corpo di Scott ha calmato alcuni geni amplificandone altri.