Genetik för vänsterhänthet: nytt genombrott

Det är välkänt att vänsterhänthet löper i familjer - två vänsterhänta föräldrar har större chans att få vänsterhänta barn än två högerhänta föräldrar. Även om denna upptäckt tydligt tyder på att vänsterhänthet i viss mån ärftlig, har sökandet efter dess underliggande genetiska och icke-genetiska orsaker visat sig förvånansvärt utmanande. Inledningsvis antog forskare att en enda gen orsakade vänsterhänthet, men nyare studier har visat att detta inte är fallet (Armor et al., 2014). Istället har man uppskattat att mellan 30 och 100 olika gener potentiellt skulle kunna påverka handsness (McManus et al., 2013), men små framsteg har gjorts för att identifiera dessa gener.

Nu har en ny studie offentliggjorts på bioRxiv - en förtrycksserver för biologi - som ger viktig insikt i de genetiska determinanterna för vänsterhänthet och ambidexterity (Cuellar Partida et al., 2019). Genom att kombinera data från mer än 30 olika studier lyckades författarna samla en imponerande dataset med mer än 1,7 miljoner individer. Sammantaget fanns det 1534 836 högerhänta, 194198 (11%) vänsterhänta och 37 637 (2,1%) ambidextrous individer i datasetet. Med hjälp av denna dataset genomförde författarna världens största genomomgående associeringsstudie (GWAS) av handness.

GWAS är en teknik som ofta används i genetisk forskning för att koppla genetisk variation med särskilda variationer i hjärnan och beteendet. Deltagarna ger ett DNA-prov (t.ex. en saliv, munslemhinna eller blodprov) och DNA extraheras från provet. Forskare analyserar än hela genomet i dessa prover genom att titta på hundratusentals eller till och med miljontals så kallade SNP: er (enkla nukleotidpolymorfier). Dessa små variationer i DNA förekommer hos alla. Genom att testa massor av individer från en grupp (t.ex. högerhänta) och massor av individer från en annan grupp (t.ex. vänsterhänta) och jämföra dessa SNPs systematiskt, kan forskare identifiera vilka gener som skiljer sig mellan de två grupperna.

I studien av Cuellar Partida et al. (2019) författarna fann 41 genetiska loci associerade med vänsterhänthet och sju associerade med ambidexterity som nådde statistisk signifikans. Dessa är mycket mer än någon tidigare studie i mindre prover har identifierat.

Så vad gör dessa gener?

En funktionell analys avslöjade att generna associerade med vänsterhänthet var involverade i biologiska vägar som var viktiga för reglering av mikrotubuli, utvecklingen av neuroner och hippocampus morfologi. Mikrotubuli är cellulära strukturer som utgör en del av cytoskelettet - i princip den struktur som ger cellerna sin form. Mikrotubuli är viktiga för korrekt utveckling och migration av nervceller i hjärnan. Således verkar de funktionella gengrupperna relaterade till vänsterhänthet vara involverade i hjärnans utveckling.

Länken mellan mikrotubuli och vänsterhänthet kan också belysa ett av de största mysterierna för handnessforskning: frågan om varför patienter med vissa psykiatriska störningar, såsom schizofreni, har väsentligt förhöjda frekvenser av vänsterhänthet och ambidexteritet. Eftersom mutationer i gener relaterade till mikrotubuli har kopplats till olika neuropsykiatriska störningar kan relevansen av dessa strukturer för vänsterhänthet förklara varför patienter med dessa störningar visar förändringar i handen.

En annan intressant upptäckt i studien var att den genetiska korrelationen mellan vänsterhänthet och ambidexteritet var låg. Detta tyder på att det finns olika genetiska mekanismer som är relevanta för att bli vänsterhänt och bli dubbelhäftande. Detta visar att det behövs mer forskning om dubbelstridighet för att förstå detta fascinerande fenomen som förekommer hos 1-2% av befolkningen.

Så vad betyder resultaten av denna studie för vänsterhänta? Det visar tydligt att vänsterhänthet är polygeniskt - många olika gener kan spela en roll för om någon är född som vänsterhänt eller inte. (Differentiella miljöfaktorer kan också påverka vänsterhänthet.) De funktionella rollerna för generna som är kopplade till vänsterhänthet visar tydligt att den har sitt ursprung i hjärnan, inte själva händerna.

Bara om du ville veta, är den fullständiga listan över gener som är associerade med vänsterhänthet ST3GAL3, VANGL2, NME7, FOXN2, SH3RF3, ITGAV, MAP2, SATB1, CNTN3, ROBO2, RSRC1, FAM13A, SLC39A8, LINC02056, TMEM161B-AS1, TRIM36, BPHL, ABT1, TUBB1, ECC, ECC NPAS4, RSF1, CADM1, TUBA1B, ANKS1B, WASF3, AL133166.1, LINC00648, FURIN, ATXN2L, SNTB2, TUBB3, CRHR1, TUBB4A, RABAC1, BCR, och TTC28.

Notera: Eftersom denna studie fortfarande befinner sig i förtrycksfasen och inte har genomgått peer-review kan innehållet i detta blogginlägg redigeras efter att den slutliga versionen av studien har publicerats i en vetenskaplig tidskrift.

Facebook-bild: Zdan Ivan / Shutterstock

McManus IC, Davison A, Armor JA. Multilocus genetiska modeller av handlighet liknar nära single-locus modeller för att förklara familjedata och är kompatibla med genomgenomgående associeringsstudier. Ann N Y Acad Sci. 2013 juni; 1288: 48-58.

Gabriel Cuellar Partida, Joyce Y Tung, Nicholas Eriksson, Eva Albrecht, Fazil Aliev, Ole A Andreassen, Inês Barroso, Jacques S Beckmann, Marco P Boks, Dorret I Boomsma, Heather A Boyd, Monique MB Breteler, Harry Campbell, Daniel I Chasman , Lynn F Cherkas, Gail Davies, Eco JC de Geus, Ian J Deary, Panos Deloukas, Danielle M Dick, David L Duffy, Johan G Eriksson, Tõnu Esko, Bjarke Feenstra, Frank Geller, Christian Gieger, Ina Giegling, Scott D Gordon , Jiali Han, Thomas F Hansen, Annette M Hartmann, Caroline Hayward, Kauko Heikkilä, Andrew A Hicks, Joel N Hirschhorn, Jouke-Jan Hottenga, Jennifer E Huffman, Liang-Dar Hwang, Mohammad A Ikram, Jaakko Kaprio, John P Kemp , Kay-Tee Khaw, Norman Klopp, Bettina Konte, Zoltan Kutalik, Jari Lahti, Xin Li, Ruth JF Loos, Michelle Luciano, Sigurdur H Magnusson, Massimo Mangino, Pedro Marques-Vidal, Nicholas G Martin, Wendy L McArdle, Mark I McCarthy, Carolina Medina-Gomez, Mads Melbye, Scott A Melville, Andres Metspalu, Lili Milani, Vincent Mooser, Ma ri Nelis, Dale R Nyholt, Kevin S O'Connell, Roel A Ophoff, Cameron Palmer, Aarno Palotie, Teemu Palviainen, Guillaume Pare, Lavinia Paternoster, Leena Peltonen, Brenda WJH Penninx, Ozren Polasek, Peter P Pramstaller, Inga Prokopenko, Katri Raikkonen, Samuli Ripatti, Fernando Rivadeneira, Igor Rudan, Dan Rujescu, Johannes H Smit, George Davey Smith, Jordan W Smoller, Nicole Soranzo, Tim D Spector, Beate St Pourcain, John M Starr, Hreinn Stefánsson, Stacy Steinberg, Maris Teder- Laving, Gudmar Thorleifsson, Kari Stefansson, Nicholas J Timpson, André G Uitterlinden, Cornelia M van Duijn, Frank JA van Rooij, Jaqueline M Vink, Peter Vollenweider, Eero Vuoksimaa, Gérard Waeber, Nicholas J Wareham, Nicole Warrington, Dawn Waterworth, Thomas Werge, H.-Erich Wichmann, Elisabeth Widen, Gonneke Willemsen, Alan F Wright, Margaret J Wright, Mousheng Xu, Jing Hua Zhao, Peter Kraft, David A Hinds, Cecilia M Lindgren, Reedik Magi, Benjamin M Neale, David M Evans , Sarah E Medland bioRxiv 831321; doi: https://doi.org/10.1101/831321