Wissenschaftler identifizieren genetische Komponenten der Linkshändigkeit
Zum ersten Mal haben Wissenschaftler Regionen menschlicher DNA identifiziert, die eng damit zusammenhängen, ob Menschen Rechts- oder Linkshänder sind. Sie verknüpften diese Regionen auch mit sprachbezogenen Merkmalen im Gehirn.
Zuvor wussten Wissenschaftler, dass Gene für etwa 25% der Händigkeit verantwortlich sind.
Vor dem Aufkommen neuer Forschungsergebnisse an der Universität Oxford im Vereinigten Königreich war jedoch nicht klar, welche Gene beteiligt waren.
Ein kürzlich veröffentlichter Artikel über die neue Studie erscheint in der Zeitschrift Gehirn.
Die Autoren beschreiben, wie sie die DNA-Regionen gefunden haben, nachdem sie das Genom von rund 400.000 Teilnehmern der britischen Biobank analysiert hatten, darunter mehr als 38.000, die angaben, Linkshänder zu sein.
Die Studie ist die erste, die bestimmte Bereiche des Genoms mit der Händigkeit in der Allgemeinbevölkerung in Verbindung bringt.
"Rund 90% der Menschen sind Rechtshänder", sagt die erste Studienautorin Dr. Akira Wiberg, eine Stipendiatin des Medical Research Council an der Universität Oxford, "und das ist seit mindestens 10.000 Jahren der Fall."
Genetische Regionen, die mit Gehirnentwicklungsproteinen verbunden sind
In ihrer genetischen Analyse identifizierten die Forscher vier DNA-Regionen, die stark mit der Händigkeit zusammenhängen.
Drei der Regionen befinden sich entweder innerhalb von Genen oder beeinflussen diese, die für Proteine kodieren, die „an der Entwicklung und Strukturierung des Gehirns beteiligt sind“.
Diese Proteine spielen eine Schlüsselrolle bei der Herstellung von gerüstartigen Bausteinen, sogenannten Mikrotubuli, die den Aufbau von Zellen steuern.
Mikrotubuli bestehen aus langkettigen Molekülen und bilden das Zytoskelett oder die physikalische Struktur von Zellen im gesamten Körper. Sie können sich als Reaktion auf Zellsignale sehr schnell zusammen- und zerlegen.
Die Gene, die die Bildung des Zytoskeletts antreiben, sind auch für die Unterschiede im Wachstum und in der Entwicklung von Tieren nach rechts und links verantwortlich. Dies kann beispielsweise bei Schnecken auftreten, deren Schalen sich entweder nach links oder nach rechts wickeln können.
Mikrotubuli unterhalten auch die Transportinfrastruktur, mit der Enzyme Fracht um verschiedene Teile der Zelle transportieren.
Im Fall von Nervenzellen, die bis zu 3 Fuß lang sein können, müssen Mikrotubuli möglicherweise einige große Entfernungen bewältigen.
Links zu Sprachregionen im Gehirn
Die Forscher untersuchten auch detaillierte Gehirnscans von etwa 9.000 Teilnehmern, deren DNA sie analysiert hatten.
Sie fanden heraus, dass die linke und rechte Seite des Gehirns, die sich mit Sprache befasst, bei Linkshändern koordinierter funktioniert.
Die Forscher schlagen vor, dass dieser Befund Fragen für die zukünftige Forschung aufwirft, ob Linkshänder möglicherweise besser in der Lage sind, verbale Aufgaben auszuführen.
Das Team kombinierte die bildgebenden und genetischen Ergebnisse und stellte fest, dass einige der genetischen Effekte im Zusammenhang mit Händigkeit mit Unterschieden in der weißen Substanz des Gehirns zusammenhängen, die das Zytoskelett enthält, das die Sprachregionen miteinander verbindet.
„Zum ersten Mal beim Menschen konnten wir feststellen, dass diese mit der Händigkeit verbundenen Unterschiede im Zytoskelett tatsächlich im Gehirn sichtbar sind“, sagt die Co-Senior-Studienautorin Gwenaëlle Douaud, Associate Professor am Wellcome Center for Integrative Neuroimaging am Universität von Oxford.
„Wir wissen von anderen Tieren“, fährt Douaud fort, „wie Schnecken und Fröschen, dass diese Effekte durch sehr frühe genetisch gesteuerte Ereignisse verursacht werden. Dies erhöht die verlockende Möglichkeit, dass die Kennzeichen der zukünftigen Entwicklung der Händigkeit im Gehirn auftreten im Mutterleib."
Das Team fand auch Zusammenhänge zwischen den genetischen Regionen, die mit Linkshändigkeit verbunden sind, und einem geringfügig verringerten Risiko für Parkinson und einem leicht erhöhten Risiko für Schizophrenie.
Die Forscher betonen jedoch, dass ihre Ergebnisse, da sie nur Verbindungen hergestellt haben, nicht bedeuten, dass diese Genvarianten tatsächlich ein geringeres oder höheres Risiko für die Erkrankungen mit sich bringen. Die Ergebnisse sind insofern wertvoll, als sie neue Wege für genetische Studien dieser Krankheiten aufzeigen.
„Hier haben wir gezeigt, dass Linkshändigkeit eine Folge der Entwicklungsbiologie des Gehirns ist, die teilweise durch das komplexe Zusammenspiel vieler Gene bedingt ist“, sagt der Co-Senior-Autor Dominic Furniss, Professor an der Nuffield-Abteilung für Orthopädie. Rheumatologie und Muskel-Skelett-Wissenschaft an der Universität von Oxford.
"Es ist Teil des reichen Wandteppichs dessen, was uns menschlich macht", fügt er hinzu.
"Viele Forscher haben die biologischen Grundlagen der Händigkeit untersucht, aber durch die Verwendung großer Datensätze der britischen Biobank konnten wir die Prozesse, die zur Linkshändigkeit führen, erheblich besser beleuchten."
Dr. Akira Wiberg
