To biomedical researchers all over the world, twins offer a precious opportunity to untangle the influence of genes and the environment — of nature and nurture. Because identical twins come from a single fertilized egg that splits into two, they share virtually the same genetic code. Any differences between them — one twin having younger looking skin, for example — must be due to environmental factors such as less time spent in the sun.
Đối với các nhà nghiên cứu y sinh trên khắp thế giới, các cặp song sinh mang đến một cơ hội quý giá để gỡ rối ảnh hưởng của gen và môi trường — của bản chất và sự nuôi dưỡng. Bởi vì cặp song sinh giống hệt đến từ một trứng đã thụ tinh duy nhất tách thành hai, họ chia sẻ hầu như cùng một mã di truyền. Bất kỳ sự khác biệt nào giữa họ — một người có làn da trông trẻ hơn, chẳng hạn — phải là do các yếu tố môi trường như ít thời gian ở ngoài nắng hơn.
Alternatively, by comparing the experiences of identical twins with those of fraternal twins, who come from separate eggs and share on average half their DNA, researchers can quantify the extent to which our genes affect our lives. If identical twins are more similar to each other with respect to an ailment than fraternal twins are, then vulnerability to the disease must be rooted in at least in part in heredity.
Ngoài ra, bằng cách so sánh trải nghiệm của các cặp song sinh giống hệt với các cặp song sinh khác trứng, những người đến từ các trứng riêng biệt và chia sẻ trung bình một nửa DNA của họ, các nhà nghiên cứu có thể định lượng mức độ mà gen của chúng ta ảnh hưởng đến cuộc sống. Nếu các cặp song sinh giống hệt giống nhau hơn liên quan đến một bệnh tật so với cặp song sinh khác trứng, thì tính dễ bị tổn thương với bệnh phải bắt nguồn từ ít nhất một phần từ tính di truyền.
These two lines of research — studying the differences between identical twins to pinpoint the influence of environment, and comparing identical twins with fraternal ones to measure the role of inheritance — have been crucial to understanding the interplay of nature and nurture in determining our personalities, behavior, and vulnerability to disease.
Hai hướng nghiên cứu này — nghiên cứu sự khác biệt giữa các cặp song sinh giống hệt để xác định chính xác ảnh hưởng của môi trường, và so sánh các cặp song sinh giống hệt với cặp khác trứng để đo lường vai trò của sự kế thừa — đã quan trọng trong việc hiểu sự tương tác của bản chất và sự nuôi dưỡng trong việc xác định tính cách, hành vi và tính dễ bị tổn thương với bệnh tật của chúng ta.
The idea of using twins to measure the influence of heredity dates back to 1875, when the English scientist Francis Galton first suggested the approach (and coined the phrase 'nature and nurture'). But twin studies took a surprising twist in the 1980s, with the arrival of studies into identical twins who had been separated at birth and reunited as adults. Over two decades 137 sets of twins eventually visited Thomas Bouchard's lab in what became known as the Minnesota Study of Twins Reared Apart. Numerous tests were carried out on the twins, and they were each asked more than 15,000 questions.
Ý tưởng sử dụng các cặp song sinh để đo lường ảnh hưởng của tính di truyền có từ năm 1875, khi nhà khoa học người Anh Francis Galton lần đầu tiên đề xuất phương pháp này (và đặt ra cụm từ 'nature and nurture'). Nhưng nghiên cứu song sinh có một bước ngoặt bất ngờ vào những năm 1980, với sự xuất hiện của các nghiên cứu về các cặp song sinh giống hệt đã bị tách ra từ khi sinh và đoàn tụ khi trưởng thành. Trong hơn hai thập kỷ, 137 cặp song sinh cuối cùng đã đến phòng thí nghiệm của Thomas Bouchard trong nghiên cứu được gọi là Minnesota Study of Twins Reared Apart. Nhiều bài kiểm tra đã được tiến hành trên các cặp song sinh, và mỗi người được hỏi hơn 15.000 câu hỏi.
Bouchard and his colleagues used this mountain of data to identify how far twins were affected by their genetic makeup. The key to their approach was a statistical concept called heritability. In broad terms, the heritability of a trait measures the extent to which differences among members of a population can be explained by differences in their genetics. And wherever Bouchard and other scientists looked, it seemed, they found the invisible hand of genetic influence helping to shape our lives.
Bouchard và các đồng nghiệp đã sử dụng núi dữ liệu này để xác định các cặp song sinh bị ảnh hưởng bởi cấu trúc di truyền của họ đến mức nào. Chìa khóa cho phương pháp của họ là một khái niệm thống kê gọi là tính di truyền. Nói chung, tính di truyền của một đặc điểm đo lường mức độ mà sự khác biệt giữa các thành viên của một quần thể có thể được giải thích bằng sự khác biệt trong di truyền của họ. Và ở bất cứ đâu Bouchard và các nhà khoa học khác nhìn vào, có vẻ như, họ đều tìm thấy bàn tay vô hình của ảnh hưởng di truyền giúp định hình cuộc sống của chúng ta.
Lately, however, twin studies have helped lead scientists to a radical new conclusion: that nature and nurture are not the only elemental forces at work. According to a recent field called epigenetics, there is a third factor also in play, one that in some cases serves as a bridge between the environment and our genes, and in others operates on its own to shape who we are.
Tuy nhiên, gần đây, các nghiên cứu song sinh đã giúp dẫn các nhà khoa học đến một kết luận mới căn bản: rằng bản chất và sự nuôi dưỡng không phải là những lực lượng cơ bản duy nhất đang hoạt động. Theo một lĩnh vực gần đây gọi là biểu sinh học, có một yếu tố thứ ba cũng tham gia, một yếu tố trong một số trường hợp đóng vai trò như cầu nối giữa môi trường và gen của chúng ta, và trong những trường hợp khác hoạt động độc lập để định hình chúng ta là ai.
Epigenetic processes are chemical reactions tied to neither nature nor nurture but representing what researchers have called a 'third component.' These reactions influence how our genetic code is expressed: how each gene is strengthened or weakened, even turned on or off, to build our bones, brains, and all the other parts of our bodies.
Quá trình biểu sinh là các phản ứng hóa học không gắn liền với bản chất hay sự nuôi dưỡng mà đại diện cho cái mà các nhà nghiên cứu gọi là 'thành phần thứ ba.' Các phản ứng này ảnh hưởng đến cách mã di truyền của chúng ta được biểu hiện: cách mỗi gen được tăng cường hoặc suy yếu, thậm chí bật hoặc tắt, để xây dựng xương, não và tất cả các bộ phận khác của cơ thể chúng ta.
If you think of our DNA as an immense piano keyboard and our genes as the keys — each key symbolizing a segment of DNA responsible for a particular note, or trait, and all the keys combining to make us who we are — then epigenetic processes determine when and how each key can be struck, changing the tune being played.
Nếu bạn nghĩ về DNA của chúng ta như một bàn phím piano khổng lồ và gen của chúng ta như các phím — mỗi phím tượng trưng cho một đoạn DNA chịu trách nhiệm cho một nốt nhạc hoặc đặc điểm cụ thể, và tất cả các phím kết hợp để tạo nên chúng ta là ai — thì quá trình biểu sinh xác định khi nào và cách mỗi phím có thể được đánh, thay đổi giai điệu đang được chơi.
One way the study of epigenetics is revolutionizing our understanding of biology is by revealing a mechanism by which the environment directly impacts on genes. Studies of animals, for example, have shown that when a rat experiences stress during pregnancy, it can cause epigenetic changes in a fetus that lead to behavioral problems as the rodent grows up. Other epigenetic processes appear to occur randomly, while others are normal, such as those that guide embryonic cells as they become heart, brain, or liver cells, for example.
Một cách mà nghiên cứu biểu sinh học đang cách mạng hóa hiểu biết của chúng ta về sinh học là bằng cách tiết lộ một cơ chế mà môi trường tác động trực tiếp lên gen. Các nghiên cứu trên động vật, ví dụ, đã cho thấy rằng khi một con chuột trải qua căng thẳng trong thai kỳ, nó có thể gây ra thay đổi biểu sinh ở bào thai dẫn đến vấn đề hành vi khi loài gặm nhấm lớn lên. Các quá trình biểu sinh khác dường như xảy ra ngẫu nhiên, trong khi những quá trình khác là bình thường, chẳng hạn như những quá trình hướng dẫn tế bào phôi khi chúng trở thành tế bào tim, não hoặc gan.
Geneticist Danielle Reed has worked with many twins over the years and thought deeply about what twin studies have taught us. 'It's very clear when you look at twins that much of what they share is hardwired,' she says. 'Many things about them are absolutely the same and unalterable. But it's also clear, when you get to know them, that other things about them are different. Epigenetics is the origin of a lot of those differences, in my view.'
Nhà di truyền học Danielle Reed đã làm việc với nhiều cặp song sinh trong nhiều năm và suy nghĩ sâu sắc về những gì các nghiên cứu song sinh đã dạy chúng ta. 'Rất rõ ràng khi bạn nhìn vào các cặp song sinh rằng phần lớn những gì họ chia sẻ là được lập trình sẵn,' bà nói. 'Nhiều điều về họ hoàn toàn giống nhau và không thể thay đổi. Nhưng cũng rõ ràng, khi bạn làm quen với họ, rằng những điều khác về họ là khác nhau. Biểu sinh học là nguồn gốc của nhiều sự khác biệt đó, theo quan điểm của tôi.'
Reed credits Thomas Bouchard's work for today's surge in twin studies. 'He was the trailblazer,' she says. 'We forget that 50 years ago things like heart disease were thought to be caused entirely by lifestyle. Schizophrenia was thought to be due to poor mothering. Twin studies have allowed us to be more reflective about what people are actually born with and what's caused by experience.'
Reed ghi nhận công lao công trình của Thomas Bouchard cho sự gia tăng nghiên cứu song sinh ngày nay. 'Ông ấy là người tiên phong,' bà nói. 'Chúng ta quên rằng 50 năm trước những thứ như bệnh tim được cho là do lối sống gây ra hoàn toàn. Tâm thần phân liệt được cho là do cách nuôi con của mẹ kém. Các nghiên cứu song sinh đã cho phép chúng ta suy ngẫm hơn về những gì mọi người thực sự được sinh ra với và những gì do trải nghiệm gây ra.'
Having said that, Reed adds, the latest work in epigenetics promises to take our understanding even further. 'What I like to say is that nature writes some things in pencil and some things in pen,' she says. 'Things written in pen you can't change. That's DNA. But things written in pencil you can. That's epigenetics. Now that we're actually able to look at the DNA and see where the pencil writings are, it's sort of a whole new world.'
Đã nói như vậy, Reed nói thêm, công trình mới nhất trong biểu sinh học hứa hẹn sẽ đưa hiểu biết của chúng ta đi xa hơn nữa. 'Điều tôi muốn nói là tự nhiên viết một số thứ bằng bút chì và một số thứ bằng bút mực,' bà nói. 'Những thứ viết bằng bút mực bạn không thể thay đổi. Đó là DNA. Nhưng những thứ viết bằng bút chì thì bạn có thể. Đó là biểu sinh học. Bây giờ chúng ta thực sự có thể nhìn vào DNA và thấy những chỗ viết bằng bút chì ở đâu, nó giống như một thế giới hoàn toàn mới.'
QUESTIONS
Questions 1-4
Do the following statements agree with the information given in Reading Passage 1? In boxes 1-4 on your answer sheet, write: TRUE if the statement agrees with the information, FALSE if the statement contradicts the information, NOT GIVEN if there is no information on this.
Các phát biểu sau có đồng ý với thông tin trong Bài đọc 1 không? Trong ô 1-4 trên phiếu trả lời, viết: TRUE nếu phát biểu đồng ý với thông tin, FALSE nếu phát biểu mâu thuẫn với thông tin, NOT GIVEN nếu không có thông tin về điều này.
Questions 5-9
Look at the following statements (Questions 5-9) and the list of researchers below. Match each statement with the correct researcher, A, B, or C. Write the correct letter, A, B, or C, in boxes 5-9 on your answer sheet. NB You may use any letter more than once.
Xem các phát biểu sau (Câu hỏi 5-9) và danh sách các nhà nghiên cứu bên dưới. Nối mỗi phát biểu với nhà nghiên cứu đúng, A, B hoặc C. Viết chữ cái đúng, A, B hoặc C, vào ô 5-9 trên phiếu trả lời. Lưu ý: Bạn có thể sử dụng bất kỳ chữ cái nào nhiều hơn một lần.
List of Researchers / Danh sách các nhà nghiên cứu
A Francis Galton
B Thomas Bouchard
C Danielle Reed
Questions 10-13
Complete the summary using the list of words, A-F, below. Write the correct letter, A-F, in boxes 10-13 on your answer sheet.
Hoàn thành bản tóm tắt bằng cách sử dụng danh sách từ, A-F, bên dưới. Viết chữ cái đúng, A-F, vào ô 10-13 trên phiếu trả lời.
Epigenetic processes / Các quá trình biểu sinh
In epigenetic processes, 10 influence the activity of our genes, for example in creating our internal 11. The study of epigenetic processes is uncovering a way in which our genes can be affected by our 12. One example is that if a pregnant rat suffers stress, the new-born rat may later show problems in its 13.
Trong các quá trình biểu sinh, 10 ảnh hưởng đến hoạt động của gen, ví dụ như trong việc tạo ra các 11 bên trong của chúng ta. Việc nghiên cứu các quá trình biểu sinh đang phát hiện một cách mà gen của chúng ta có thể bị ảnh hưởng bởi 12 của chúng ta. Một ví dụ là nếu một con chuột mang thai chịu căng thẳng, con chuột sơ sinh sau này có thể có vấn đề về 13 của nó.
A nurture / sự nuôi dưỡng
B organs / cơ quan
C code / mã
D chemicals / hóa chất
E environment / môi trường
F behaviour / hành vi