左撇子遗传学:新的突破

新的研究表明哪些基因影响左撇子和双撇子

众所周知，左撇子是家族遗传的——两个左撇子父母比两个右撇子父母生下左撇子孩子的几率更高。虽然这一发现清楚地表明，左撇子在某种程度上是遗传的，但对其潜在遗传和非遗传原因的研究已被证明具有惊人的挑战性(参见我最近关于这个问题的博客文章)。起初，科学家们认为是单一基因导致了左撇子，但最新的研究表明事实并非如此(Armour et al.， 2014)。相反，据估计，30到100个不同的基因可能会影响利手性(McManus et al.， 2013)，但在识别这些基因方面几乎没有进展。

现在，一项关于bioRxiv(生物学的预印本服务器)的新研究已经公开，该研究为左撇子和双撇子的遗传决定因素提供了重要的见解(Cuellar Partida等人，2019年)。通过结合来自30多个不同研究的数据，作者设法收集了超过170万人的令人印象深刻的数据集。总体而言，数据集中有1534836名惯用右手的人，194198名(11.0%)左撇子和37637名(2.1%)双手灵巧的人。利用这个数据集，作者们进行了世界上最大的全基因组利手关联研究(GWAS)。GWAS是一种常用于遗传研究的技术，它将遗传变异与特定的变异以及大脑和行为联系起来。参与者提供DNA样本(如唾液、口腔粘膜或血液样本)，然后从样本中提取DNA。科学家们通过观察成千上万甚至上百万的所谓的SNP(单核苷酸多态性)来分析这些样本的整个基因组。这些微小的DNA变异发生在每个人身上。通过测试一组的大量个体(如惯用右手的人)和另一组的大量个体(如惯用左手的人)，并系统地比较这些SNP，科学家们可以确定这两组之间的具体基因差异。

在Cuellar Partida等人(2019)的研究中，作者发现了41个与左撇子有关的基因位点和7个与双撇子有关的基因位点。这比之前在小样本中发现的任何研究都要多得多。

那么这些基因有什么作用呢?

功能分析显示，与左撇子有关的基因参与了调控微管、神经元及其特定部位的发育和海马形态的重要生物学途径。微管是细胞骨架的一部分的细胞结构——基本上是赋予细胞形状的结构。微管对大脑神经元的正常发育和迁移具有重要作用。因此，所有与左撇子有关的功能基因群似乎都参与了大脑的发育。

微管和左撇子之间的联系也揭示了左撇子研究中最大的谜团之一:为什么患有某些精神疾病(如精神分裂症)的患者左撇子和双撇子的比例显著升高。由于与微管相关的基因突变与各种神经精神疾病有关，这些结构与左撇子的相关性可能解释了为什么这些疾病患者表现出用手习惯的改变。

研究中另一个有趣的发现是左撇子和双撇子之间的遗传相关性很低。这表明，不同的遗传机制与成为左撇子或成为左右手都是不同的。这表明，需要对双bidexterity进行更多的研究，才能理解这一发生在1-2%人口中的迷人现象。

那么这项研究的结果对左撇子意味着什么呢?它清楚地表明，左撇子是多基因的，例如，几个不同的基因可以在一个人是否是左撇子上发挥作用。此外，不同的环境因素也会影响左撇子(阅读我关于这个话题的博客文章)。此外，与左撇子有关的基因的功能角色清楚地表明，左撇子起源于大脑，而不是手本身。

References

Armour JA, Davison A, McManus IC. Genome-wide association study of handedness excludes simple genetic models. Heredity (Edinb) 2014;112:221-225.

McManus IC, Davison A, Armour JA. Multilocus genetic models of handedness closely resemble single-locus models in explaining family data and are compatible with genome-wide association studies. Ann N Y Acad Sci. 2013 Jun;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, Mari 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