Eineiige Zwillinge

Zur Erinnerung: Man unterscheidet zweieiige von eineiigen Zwillingen je nach dem, auf welchem Wege die Zwillingsschwangerschaft zustande gekommen ist. Zweieiige Zwillinge entstehen – wie es auch der Name ausdrückt – durch die gleichzeitige Befruchtung zweier getrennter Eizellen. Dies entspricht – genetisch gesehen – der Situation zweier aufeinanderfolgender Schwangerschaften. Eineiige Zwillinge sind dagegen aus der Teilung einer einzigen befruchteten Eizelle hervorgegangen, wobei sich beide Tochterzellen zu vollwertigen Individuen entwickeln. Insofern entsprechen sie einem kleinen Klon von zwei Individuen. Erwartungsgemäß entstehen also bei der Teilung zwei Zellen mit identischen genetischen Informationen. Genauso unterscheiden sich während der Embryonalphase geklonte Lebewesen untereinander nicht hinsichtlich ihres Erbgutes. Gibt es dennoch Möglichkeiten, eineiige Zwillinge zu unterscheiden und einer molekularen Analyse zugänglich zu machen?

Offensichtlich sind es u.a. epigenetische Faktoren (vgl. Abschnitt “ Epigenetik „), die im Verlaufe des Individuallebens die phänotypische Ausprägung der Erbanlagen bei allen Lebewesen – also auch bei eineiigen Zwillingen – prägen. So schlußfolgern spanische Wissenschaftler aus ihren Untersuchungen, daß sich eineiige Zwillinge hinsichtlich der Aktivität ihrer genregulativen Moleküle und der daraus resultierenden Proteinmuster durchaus unterscheiden können. Diese Differenzen scheinen mit dem Lebensalter deutlich zuzunehmen.

Durch Verfeinerung der Sequenzierungsmethoden konnte Ende 2013 ein Verfahren  vorgestellt werden , das für die routinemäßige genetische Differenzierung eineiiger Zwillinge geeignet ist. Es beruht auf dem Nachweis bestimmter Single-Nukleotid-Polymorphismen (SNPs) im Genom der Probanden. Die „Ergebnisse belegten die Hypothese, dass seltene Mutationen kurz nach oder vor der Teilung des aus noch wenig Zellen bestehenden Embryos auftreten können, und dass diese Mutationen dann später auch in den Körper- und den Samenzellen zu finden sind“ und demzufolge vererbt werden können.

Die Frage nach meßbaren individuellen molekularen Differenzen zwischen eineiigen Zwillingen beschäftigen naturgemäß auch die Gerichtsmediziner. So machte eine Kölner Arbeitsgruppe einen interessanten Vorschlag für einen , der, sollte er sich als praktikabel und richtig erweisen, nicht nur für die Verbrecherjagd von Bedeutung wäre, sondern auch unser Bild von der genetischen „Reinheit“ klonierter Individuen verändern würde.

Zur Erklärung des Verfahrens müssen wir auf das Problem der Antikörperbildung zu sprechen kommen (vgl. Abschnitt „Antigene und Antikörper„). Dort werden wir erfahren, daß es bei der Auseinandersetzung unseres Organismus mit „Fremdem“ (z.B. Viren und Bakterien)und der Bildung dagegen gerichteter Antikörper oder spezifischer immulogischer Abwehrzellen zu einer Umorgansierung (Rearrangement) des genetischen Materials an bestimmten Abschnitten des Chromosoms 6 dieser Immunzellen kommt. Genau genommen gleicht dies einer Änderung des Genoms der betroffenen Zellen dieser Individuen. Die Zellen gelangen allerdings nicht in die Keimbahn und damit auch nicht in die Keimzellen, so daß die auf diese Weise veränderten Erbinformationen nicht auf die Nachkommen übertragen werden.

In der Regel entstehen bei der immunologischen Abwehrreaktion langlebige antigenspezifische Gedächtniszellen, die noch Monate und Jahre im Organismus zirkulieren. Sie leiten sich von jenen Immunzellen ab, die das bei der primären Immunattacke modifizierte Genom trugen (alternatives Splicing). Im Klartext: Eineiige Zwillinge – als auch klonierte Individuen – unterscheiden sich hinsichtlich der Genome der Gedächtniszellen. Dies ist der wichtige gedankliche Ansatz. Allerdings sind trotz optimistischer Prognosen der Autoren hinsichtlich der Praktikabilität eines solchen Verfahrens noch einige offene Fragen zu klären. Z.B., wie lange einzelne Gedächtzellen ihre genetische „Erinnerung“ an eine Infektion bewahren und wieviele dieser Zellen bei einer Blutprobe zur Verfügung stehen.“ Auch für den Autor dieser Zeilen bleibt die Frage offen, wie man eine Person identifizieren kann, wenn sich der Fingerprint von Zeit zu Zeit (z.B. nach Infektionen) ändert.

Aber es gibt auch makroskopisch sichtbare Unterschiede bei eineiigen Zwillingen. Kopfform, Lidspalten oder Pigmentflecke treten einzeln oder in Kombination von Individuum zu Individuum in unterschiedlicher Ausprägung in Erscheinung. Auch der bereits seit 1897 benutzte und von Scotland Yard eingeführte „echte“ Fingerabdruck  ermöglicht erstaunlicherweise die Unterscheidung eineiiger Zwillinge. Fingerabdrücke sind Abdrücke der Papillarleisten, die in der Regel von einem der endständigen Fingerglieder abgenommen werden. Die charakteristischen Papillarleisten werden schon sehr früh (bis zum vierten Monat) in der Embryonalentwicklung angelegt und sind sehr individualspezifisch. Sie bleiben bis zum Tode in unveränderter Form erhalten. Trotz der heutigen High-Tech-Möglichkeiten der DNS-Analytik hat der sehr viel billigere „echte“ Fingerabdruck nichts an Beweiskraft in kriminaltechnischen Gutachten eingebüßt.

Fazit: Eineiige Zwillinge gehen aus der Teilung einer einzigen befruchteten Eizelle hervor. Sie besitzen daher das gleiche Genom. Bereits in der frühen Embryonalentwicklung treten jedoch Differenzierungsprozesse auf, die zu unterschiedlichen phänotypischen Ausprägungen führen wie z.B. beim „echten Fingerabdruck“. Differenzen in der epigenetischen Prägung können bei eineiigen Zwilligen im Verlauf des Individuallebens zu unterschiedlichen Proteinmustern führen.