Kojom rukom pišete? Razotkrivanje misterije levorukih ljudi

Da li ste levoruki ili desnoruki? Tokom obavljanja svakodnevnih životnih aktivnosti, retko kada se zapitamo kojom rukom ćemo držati kašiku, napisati pismo ili podići šoljicu kafe. Za izvršavanje ovih i većine sličnih pokreta, nesvesno se odlučujemo za prirodno dominantniju ruku, ne razmišljajući šta uzrokuje takav “odabir”. Nauka je dugo pokušavala da odgonetne da li je 10 procenata celokupne ljudske populacije levoruko usled urođenih genetskih predispozicija, sredinskog uticaja, ili možda izraženije aktivnosti jedne moždane hemisfere. Novija istraživanja, međutim, dala su interesantne podatke koji u prvi plan stavljaju embrionalni razvoj kičmene moždine, usmeravajući buduća ispitivanja u tom pravcu.

Preferencija ka korišćenju leve ili desne ruke izražena je još u materici

Osamdesetih godina prošloga veka, napravljeni su ultrazvučni snimci koji jasno ukazuju da dominantno korišćenje određene ruke postaje izraženo još u osmoj nedelji trudnoće. Već od trinaeste nedelje trudnoće, kod nerođenih beba se zapaža preferencija ka sisanju palca desne, odnosno leve ruke. Studije posvećene izučavanju levorukosti uglavnom su se bazirale na pretpostavci o različitoj ekspresiji gena u desnoj, odnosno levoj moždanoj hemisferi tokom fetalnog perioda razvića. Fokus većine istraživanja bio je na ispitivanju samog mozga i funkcionalne specijalizacije njegovih hemisfera. Za pokrete ruku i šaka zadužena je motorna zona kore velikog mozga koja šalje signale u kičmenu moždinu. Iz kičmene moždine obrađeni nadražaji bivaju sprovedeni do efektora, odnosno mišića, manifestujući se kao određeni pokreti. Ono što je interesantno, međutim, jeste da u osmoj nedelji trudnoće motorni korteks još uvek nije uspostavio vezu sa kičmenom moždinom. Dakle, preferencija ka dominantnom korišćenju leve ili desne ruke javlja se i pre nego što mozak može da “izda naredbu” kičmenoj moždini koju ruku da odabere. 

Fetus star 8 nedelja; izvor fotografije: https://www.babycenter.com/ims/2018/06/pregnancy-week-8-brain-nerve-cells_square.png 

Ekspresija gena u kičmenoj moždini

Tim naučnika iz Nemačke, Holandije i Južne Afrike pažljivo je ispitivao ekspresiju gena u kičmenoj moždini fetusa u periodu od osme do dvanaeste nedelje trudnoće. Tokom ispitivanja, zapažena je razlika u ekspresiji gena u onim delovima kičmene moždine koji su zaduženi za kontrolu pokreta ekstremiteta. Ova nejednaka ekspresija gena tokom embrionalnog razvića u delovima kičmene moždine koji su odgovorni za prenos električnih impulsa do ruku, nogu, šaka i stopala upravo definiše, odnosno određuje da li će osoba u budućnosti pisati levom ili desnom rukom. Iako se čini neobičnim, ova nejednaka ekspresija gena nije posledica nasleđenih genetskih mutacija, već različitih faktora sredine koji utiču na embrion dok se razvija u uterusu. 

Epigenetička regulacija i uticaj sredine

Epigenetička regulacija ekspresije gena zasniva se na promeni strukture hromatina i obezbeđuje da se obrazac ekspresije nekog gena nasleđuje i održava kroz generacije ćelija. U epigenetičke mehanizme spadaju modifikacije histona i metilacija DNK. Najbolje istražen epigenetički mehanizam jeste metilacija citozina na poziciji 5 pirimidinskog prstena, posredstvom enzima DNK metiltransferaze. Metilacija DNK obično pogađa citozine u okviru regiona koji se nazivaju CpG ostrvca. Ovako metilovani citozini nalaze se najčešće u okviru promotorske ili regulatorne sekvence određenih gena, te su takve sekvence nedostupne za vezivanje proteina koji učestvuju u procesu transkripcije. Metilacija DNK dakle obično rezultira smanjenom ili sprečenom transkripcijom, odnosno smanjenom ili sprečenom ekspresijom gena. Smatra se da su upravo epigenetičke oznake, a pre svega metilacija DNK, odgovorne za različitu ekspresiju gena u različitim delovima kičmene moždine fetusa, i to odražavajući uticaj sredine u kojoj se fetus razvija. Pokazano je da brojni intrauterusni stresori imaju snažan uticaj na DNK metiltransferazu, što za posledicu ima metilaciju DNK i smanjenu transkripciju gena. Primera radi, u osmoj nedelji trudnoće uočena je izuzetno velika razlika u metilaciji CpG ostrvaca u ćelijama različitih delova kičmene moždine. Ovakva različita metilacija CpG ostrvaca rezultuje nejednakom ekspresijom gena, što bi moglo da ima uticaj na dominantnije korišćenje jedne ruke u budućnosti.

Brojni prenatalni sredinski faktori, poput stresa, hormosnkog uticaja, izlaganja ultrazvuku, ili komplikacija pri porođaju, imaju snažano dejstvo na rast i razviće fetusa. Ono što se ne sme zanemariti, jeste uticaj sredine tokom odrastanja deteta. Vizuelna iskustva, rano socijalno i kulturno okruženje, škola i porodica vrše snažan uticaj na razvoj pojedinca. Epigenetičke, ali i epitranskriptomske oznake, odražavaju uticaj sredinskih faktora, regulišući transkripciju i translaciju. Sve ovo utiče i doprinosi preferenciji ka dominantnijem korišćenju leve ili desne ruke u običnim životnim aktivnostima, te se ova tema nikako ne sme jednoznačno posmatrati, već je neophodno dati joj mnogo šire okvire.

Uticaj sredine na epigenetičke i epitranskriptomske oznake; izvor fotografije: https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0301008217300217-gr3.jpg 

Izvori:

• https://news.rub.de/english/press-releases/2017-02-17-neuroscience-reasons-our-left-or-right-handedness 
• https://www.iflscience.com/brain/finally-know-people-left-righthanded/ 
• Schmitz, J., Metz, G. A. S., Güntürkün, O., & Ocklenburg, S. (2017). Beyond the genome – Towards an epigenetic understanding of handedness ontogenesis. Progress in Neurobiology, 159, 69–89. doi:10.1016/j.pneurobio.2017.10.0
• Goran Brajušković, Molekularna biologija 2 (2012), Savremena administracija, strana: 188-189.