Les jumeaux peuvent devenir « non identiques » – et des faits encore plus fascinants sur les jumeaux

Chaque année, des frères et sœurs jumeaux du monde entier se rendent à Twinsburg, dans l'Ohio, pour participer au Twins Days Festival, qui a lieu cette année du 4 au 6 août. Il s’agit du plus grand rassemblement de jumeaux au monde, et il deviendra encore plus grand si les tendances actuelles prévalent.

Entre 1915 et 1980 environ, un bébé sur 50 né aux États-Unis était un jumeau. Ce nombre a depuis grimpé à un sur 30, et rien n’indique qu’il diminue. Bien qu’elle soit encore rare, l’augmentation spectaculaire des naissances gémellaires peut avoir des conséquences encore plus négatives sur la santé des mères de jumeaux et de leurs enfants, notamment des naissances prématurées et un faible poids à la naissance.

Mais pour les généticiens, les naissances de jumeaux sont quelque chose à célébrer. Les jumeaux fournissent une mine d’informations biologiques que les scientifiques ne peuvent obtenir nulle part ailleurs. Ils sont précieux pour aider les scientifiques à comprendre les maladies et autres affections, notamment les troubles de l'alimentation, l'obésité, l'orientation sexuelle et divers traits psychologiques.

Les études sur les jumeaux peuvent également donner aux chercheurs de nouvelles informations sur la manière dont des modes de vie et des habitudes différents affectent deux personnes ayant le même schéma génétique. L'étude des jumeaux est extrêmement utile pour examiner les effets des facteurs génétiques et environnementaux qui peuvent influencer les traits hérités d'une génération à l'autre.

C'est pourquoi les jumeaux se retrouvent souvent en première ligne dans le débat entre nature et culture. Pendant des décennies, les gens se sont demandé si les gènes (la nature) ou l’environnement (l’éducation) avaient davantage d’impact sur qui nous sommes. Les études de jumeaux nous donnent un indice. Les jumeaux identiques ou monozygotes partagent 99,99 % de leur ADN. Ils se ressemblent, ou presque. Ils ont les mêmes yeux, la même couleur de cheveux, tout est pareil – presque. Les jumeaux fraternels ou dizygotes partagent 50 pour cent de leurs gènes. Si les vrais jumeaux partagent un trait dans une plus grande mesure que les faux jumeaux, on peut conclure sans risque de se tromper que le gène concerné a influencé de manière significative ce trait. D’un autre côté, si les jumeaux fraternels et identiques partagent un trait de manière égale, il est probable que leur environnement, et non leurs gènes, ait influencé ce trait particulier.

Les jumeaux identiques peuvent également aider les scientifiques à déterminer l’impact de l’environnement sur le fonctionnement d’un gène, ce qui peut les aider à déterminer si certains traits ou maladies dépendent davantage de la génétique ou de l’environnement. En 2015, la revue Nature Genetics a mené une revue complète des études sur les jumeaux menées à travers le monde. Les chercheurs ont conclu qu'en moyenne, les facteurs environnementaux et génétiques ont une chance égale d'influencer les caractéristiques d'une personne et les maladies dont elle pourrait souffrir.

Scott et Mark Kelly étaient autrefois des frères jumeaux identiques. Puis Scott Kelly a passé un an en orbite terrestre à bord de la Station spatiale internationale et tout a changé. Lorsqu’il a atterri, il mesurait 5 cm de plus, avait beaucoup moins de masse corporelle et, selon les chercheurs de la NASA, certains aspects de son ADN avaient changé. Lui et son frère n'étaient plus identiques.

Non, Scott n'est pas devenu un extraterrestre. Au lieu de cela, le stress de vivre si longtemps dans l’espace avait modifié la façon dont ses gènes fonctionnaient – ​​du moins pendant un certain temps. Puisque Scott et Mark partagent essentiellement le même ADN, les scientifiques ont comparé les gènes des hommes avant et après le voyage de Scott. Entre autres choses, les chercheurs voulaient savoir si les radiations endommageraient des sections d'ADN situées à l'extrémité de chaque chromosome, appelées télomères.

Les télomères sont comme les pointes en plastique aux extrémités des lacets qui empêchent le tissu de se défaire. Sans ces enveloppes protectrices, les extrémités de l’ADN en forme de bâtonnet peuvent être endommagées. Des tests préliminaires ont révélé que la longueur moyenne des télomères de Scott augmentait considérablement en orbite, mais se raccourcissait dans les 48 heures suivant l'atterrissage. En revanche, les télomères de son frère sont restés relativement stables.

L'année de Scott en orbite a également modifié son système immunitaire, la façon dont ses os se sont formés et sa vue, ainsi que d'autres fonctions biologiques. La plupart de ces changements génétiques sont revenus à la normale. Cependant, les chercheurs ont découvert que 7 % de ses expressions génétiques avaient également changé. Les expressions génétiques déterminent si les gènes s’éteignent ou s’activent, ce qui peut modifier le fonctionnement des cellules. Les scientifiques ne se sont pas alarmés car des facteurs environnementaux, en l’occurrence le stress des voyages dans l’espace, peuvent affecter ce processus. Par conséquent, le corps de Scott a calmé certains gènes tout en en amplifiant d’autres.