Abstract Handedness, a consistent asymmetry in skill or use of the hands, has been studied extensively because of its relationship with language and the over-representation of left-handers in some neurodevelopmental disorders. Using data from the UK Biobank, 23andMe and 32 studies from the International Handedness Consortium, we conducted the world’s largest genome-wide association study of handedness (1,534,836 right-handed, 194,198 (11.0%) left-handed and 37,637 (2.1%) ambidextrous individuals). We found 41 genetic loci associated with left-handedness and seven associated with ambidexterity at genome-wide levels of significance (P < 5×10 −8 ). Tissue enrichment analysis implicated the central nervous system and brain tissues including the hippocampus and cerebrum in the etiology of left-handedness. Pathways including regulation of microtubules, neurogenesis, axonogenesis and hippocampus morphology were also highlighted. We found suggestive positive genetic correlations between being left-handed and some neuropsychiatric traits including schizophrenia and bipolar disorder. SNP heritability analyses indicated that additive genetic effects of genotyped variants explained 5.9% (95% CI = 5.8% – 6.0%) of the underlying liability of being left-handed, while the narrow sense heritability was estimated at 12% (95% CI = 7.2% – 17.7%). Further, we show that genetic correlation between left-handedness and ambidexterity is low (r g = 0.26; 95% CI = 0.08 – 0.43) implying that these traits are largely influenced by different genetic mechanisms. In conclusion, our findings suggest that handedness, like many other complex traits is highly polygenic, and that the genetic variants that predispose to left-handedness may underlie part of the association with some psychiatric disorders that has been observed in multiple observational studies.

Migraine is a debilitating neurological disorder affecting around 1 in 7 people worldwide, but its molecular mechanisms remain poorly understood. Some debate exists over whether migraine is a disease of vascular dysfunction, or a result of neuronal dysfunction with secondary vascular changes. Genome-wide association (GWA) studies have thus far identified 13 independent loci associated with migraine. To identify new susceptibility loci, we performed the largest genetic study of migraine to date, comprising 59,674 cases and 316,078 controls from 22 GWA studies. We identified 45 independent single nucleotide polymorphisms (SNPs) significantly associated with migraine risk (P < 5 x 10-8) that map to 38 distinct genomic loci, including 28 loci not previously reported and the first locus identified on chromosome X. Furthermore, a subset analysis for migraine without aura (MO) identified seven of the same loci as from the full sample, whereas no loci reached genome-wide significance in the migraine with aura (MA) subset. In subsequent computational analyzes, the identified loci showed enrichment for genes expressed in vascular and smooth muscle tissues, consistent with a predominant theory of migraine that highlights vascular etiologies.

ABSTRACT Background Lower birth weight is associated with increased susceptibility to cardiometabolic diseases in adulthood, but the underlying molecular pathways are incompletely understood. We examined associations of birth weight with a comprehensive metabolic profile measured in adolescents and adults. Methods High-throughput nuclear magnetic resonance metabolomics and biochemical assays were used to quantify 87 circulating metabolic measures in seven cohorts from Finland and the United Kingdom comprising altogether 18 288 individuals (mean age 26 years, range 15–75). Metabolic associations with birth weight were assessed by linear regression models adjusted for sex, gestational age, and age at blood sampling. The metabolic associations with birth weight were compared to the corresponding associations with adult body mass index (BMI). Results Lower birth weight was adversely associated with cardiometabolic biomarkers, including lipoprotein subclasses, fatty acids, amino acids, and markers of inflammation and impaired liver function (P<0.0015 for 46 measures). Associations were consistent across cohorts with different ages at metabolic profiling, but the magnitudes were weak. The pattern of metabolic deviations associated with lower birth weight resembled the metabolic signature of higher adult BMI ( R 2 =0.77). The resemblance indicated that 1-kg lower birth weight is associated with similar metabolic aberrations as caused by 0.92-units higher BMI in adulthood. Conclusion Lower birth weight is associated with adverse biomarker aberrations across multiple metabolic pathways. Coherent metabolic signatures between lower birth weight and higher adult adiposity suggest potentially shared underlying molecular mechanisms. However, the magnitudes of metabolic associations with birth weight are modest in comparison to the effects of adiposity, implying that birth weight is only a weak indicator of metabolic risk in adulthood. KEY POINTS Lower birth weight is adversely associated with a wide range of established and emerging circulating cardiometabolic biomarkers in adulthood, including lipoprotein subclasses and their lipids, fatty acid balance, amino acids, and markers of inflammation and liver function. The metabolic associations are consistent across a wide age span from adolescence to retirement age, and similar for men and women. The magnitudes of metabolic aberrations are weak for the variation in birth weight observed in general population cohorts. Although the metabolic associations with birth weight are statistically significant, they are likely to be of minor public health relevance. The overall metabolic association pattern with lower birth weight closely resembles the metabolic signature of higher adult adiposity, suggesting that shared underlying metabolic pathways may be involved. 1-kg lower birth weight (≈2 SD) is associated with similar adverse metabolic effects as caused by 0.92 higher BMI (≈0.25 SD) in adulthood. These findings indicate that fetal growth, as assessed by birth weight, only has minor effects on the adult metabolic risk profile in general population settings.

IMPORTANCE: Moderate-to-vigorous physical activity (MVPA) in old age is an important indicator of good health and functional capacity enabling independent living. OBJECTIVE: To investigate whether physical activity and other health habits at ages 31-48 years predict objectively measured MVPA decades later. DESIGN, SETTING, AND PARTICIPANTS: This prospective twin cohort study in Finland comprised 616 individuals (197 complete twin pairs, including 91 monozygotic pairs, born 1940-1944), who responded to baseline questionnaires in 1975, 1981, and 1990, and participated in accelerometer monitoring at follow-up (mean age, 73 years). EXPOSURES: Primary exposure was long-term leisure-time physical activity, 1975-1990 (LT-mMET index). Covariates were body mass index (BMI), work-related physical activity, smoking, heavy alcohol use and health status in 1990, and socioeconomic status. MAIN OUTCOMES AND MEASURES: Physical activity was measured with a waist-worn triaxial accelerometer (at least 10 hours per day for at least 4 days) to obtain daily mean MVPA values. RESULTS: High baseline LT-mMET index predicted higher amounts of MVPA (increase in R2 of 6.9% after age and sex adjustment, P<.001) at follow-up. After addition of BMI to the regression model, the R2 value of the whole multivariate model was 17.2%, and with further addition of baseline smoking, socioeconomic status, and health status, the R2 increased to 20.3%. In pairwise analyses, differences in MVPA amount were seen only among twin pairs who were discordant at baseline for smoking (n=40 pairs, median follow-up MVPA 25 vs. 35 min, P=.037) or for health status (n=69 pairs, 30 vs. 44 min, P=.014). For smoking, the difference in MVPA also was seen for monozygotic pairs, but for health status, it was seen only for dizygotic pairs. Mediation analysis showed that shared genetic factors explained 82% of the correlation between LT-mMET and MVPA. CONCLUSIONS AND RELEVANCE: Low leisure-time physical activity at younger age, overweight, smoking, low socioeconomic status, and health problems predicted low MVPA in old age in individual-based analyses. However, based on the pairwise analyses and quantitative trait modeling, genetic factors and smoking seem to be important determinants of later-life MVPA.