Projektanslag

Passgångare har en unik koordinationsförmåga

Hälften av alla islandshästar kan gå i passgång – hälften inte. Varför? Den frågan ställde sig Leif Andersson för några år sedan. När han började nysta i tråden hittade han ett hittills okänt protein i kroppen. Det hjälper oss att koordinera våra rörelser. Vissa människor är också passgångare – kanske kan det här proteinet vara förklaringen?

Många likställer töltare och passgångare med islandshästar. Men många olika hästraser i världen har förmåga till fler gångarter än skritt, trav och galopp. På 800-talet var tölt och passgång troligen vanligt även här i Skandinavien. Tölten är behaglig för en ryttare som ska färdas långa sträckor. Den är lika bekväm som skritt, men går nästan lika fort som trav.

Vikingarna tog med sig dessa töltare och passgångare till Island och där har dessa gångarter fortsatt att vara viktiga. Landskapet är oframkomligt och vägarna är få. Islänningarna rider därför gärna. Men här i Skandinavien fick hästen en viktig roll som dragdjur i skogs- och jordbruket.

– Det är troligt att de här extra gångarterna då blivit till en nackdel, säger Leif Andersson, professor i funktionsgenomik vid Uppsala.

Genom avel har tölt och passgång alltså försvunnit. Men vad är det egentligen som ger hästarna förmåga att röra sig i fler gångarter? När forskare för några år sedan annonserade att de hade kartlagt hela hästens arvsmassa, insåg Leif Andersson och hans medarbetare att det började bli möjligt att få svar på denna fråga.

En gen med okänd funktion ger passgång

De inriktade sig på att förklara den flygande passgången; en gångart där hästen rör fram- och bakben på samma sida av kroppen parallellt och samtidigt. Hälften av alla islandshästar kan gå i passgång, hälften inte. Leif Anderssons forskargrupp gjorde därför analyser av 40 passgångare och 30 icke-passgångare. De sökte bland de 50 000 genetiska variationer som hade blivit kända tack vare kartläggningen av arvsmassan. Förvånande nog visade det sig att passgången gick att spåra till en enda av alla dessa variationer. Det är sällan som en enstaka gen har så stor betydelse för en så komplicerad egenskap som rörelsemönster har.

– Vi visste att det finns en starkt ärftlig komponent, men det behöver inte betyda att det bara är en gen inblandad. En bra jämförelse är längd hos människor. Flera hundra gener är kopplade till variation i kroppslängd. Var och en förklarar en liten del av variationen, säger Leif Andersson.

Mutationen som ger passgång visade sig sitta i en gen med en okänd funktion: doublesex and mab-3 related transcription factor 3. Det ganska långa och krångliga namnet, som förkortas DMRT3, kommer av att förändringar i en besläktad gen, kallade DMRT1, ger störningar i könsutvecklingen . Eftersom DMRT3 är lik denna gen och dessutom ligger granne med den på kromosomen, har forskare tänkt att båda två har en liknande funktion. Men detta antagande, skulle det visa sig, var helt fel. DMRT3 har sin viktigaste funktion i nervsystemet.

Nervceller i ryggmärgen kopplar annorlunda

En gen innehåller ritningen för hur ett protein ska se ut; det är en kod som cellen läser av när den ska tillverka proteiner. När Leif Anderssons forskargrupp letade efter det protein som motsvarar koden i DMRT3, hittade de proteinet i speciella nervceller i ryggmärgen. Dessa nervceller, också kallade neuroner, korsar ryggmärgens mittlinje och är en del av kommunikationen mellan höger och vänster halva av kroppen.

– De är centrala när du rör dig. Du måste koordinera vänster och höger sida, säger Leif Andersson.

Dessa koordinationsneuroner kopplar direkt till så kallade motorneuroner som styr över musklerna. Leif Andersson menar att DMRT3 neuronerna kan hindra muskelkontraktioner.

– Tänk dig att du tar fram vänster ben, då kommer signaleringen i ryggmärgen att hämma sträckningen i vänster arm. Däremot kan höger arm svänga framåt. Jag promenerar till jobbet varje dag och man faller automatiskt in i det här. Att gå i passgång är riktigt svårt och kräver att hjärnan tar över kontrollen från ryggmärgen.

När Leif Andersson och hans medarbetare började efterforska funktionen av DMRT3 visade det sig att amerikanska forskare redan hade slagit ut genen hos möss med målet att förstå dess funktion.

– Men det hände ingte mycket. De såg ingen uppenbar störning när det gällde könsutvecklingen, säger Leif Andersson.

Vad forskarna dock missade var att mössen med DMRT3 mutationen var sämre på att röra sig. När Uppsala-forskarna började studera dem, lät de dem springa på en rullande matta.

– När vi ökade farten kunde de inte hänga med längre. De kunde inte koordinera benens rörelsemönster lika bra som vanliga möss, säger han.

Nyligen fick Leif Andersson finansiering från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse för att bland annat fortsätta utröna DMRT3:s effekter i kroppen. Bland annat misstänker han att människor som går i passgång kan ha genetiska förändringar här:

– Nu har man lagt ner värnplikten. Men alla som har gjort den kommer ihåg att det alltid fanns någon som gick i passgång när man skulle marschera.

Han tror också att genen kan förklara varför personer som har fötts med en CP-skada drabbas av kramper. Det är en tråd som Leif Andersson ska nysta vidare i.

Text Ann Fernholm
Bild Magnus Bergström