Bolo nájdených niekoľko génov, ktorých boj určuje počet zubov v ústach a spôsob ich rastu. U mutantných myší bez génu Osr2 rastie druhá rada zubov ako žralok. Rovnaké gény sa podieľajú na vzniku vrodeného rozštiepeného patra, takže mutantné myši nežijú dlho po narodení
Bez ohľadu na to, ako sa ľudia môžu pochváliť svojou nadradenosťou nad všetkými ostatnými zvieratami, dravci žralokov, primitívni aj podľa štandardov rýb, majú dôvod nesúhlasiť. A keď použijú svoj argument, zanechá nezmazateľnú značku - ak nie v duši, potom na nohách nešťastných surferov. Hovoríme samozrejme o žraločích zuboch, ktoré sú veľké a sú usporiadané do niekoľkých radov. A naše sú malé a zapadajú do jednej línie (s výnimkou zriedkavých a krátkych prípadov, keď trvalé zuby vyrastú mierne od mlieka, ktoré ešte nevypadlo).
Človek nie je sám vo svojej biede sám: jediný rad zubov je jednou z charakteristických čŕt cicavcov medzi stavovcami všeobecne. Nielen žraloky majú veľa chrupu. Niektoré ryby majú pár na každej čeľusti, v Tuataroch (tuatary), ktoré k nám prišli z obdobia mezozoika. Spravidla sa nachádzajú asymetricky, na vrchu sú dva rady zubov a jeden na spodku.
Napriek tejto zvláštnej konfigurácii stomatológov (a značné množstvo peňazí, ktoré sa stáčajú v zubnom lekárstve a rozlievajú sa kvapky do základnej vedy súvisiacej s touto oblasťou), vedci stále úplne nechápu molekulárne mechanizmy, ktoré riadia vzhľad zubov.
Kto sa rozhodne, kde a kedy vypestovať ďalší zub, ako oznámi svoje rozhodnutie bunkám, ktoré by sa mali vyvinúť v zub?
Prečo mi nakoniec tento „manažér“neprestane nahrádzať kedysi krásny zub, ktorý teraz zjedol zubný kaz?
Jiang Zhulan, Zunyi Zhang a ďalší dvaja americkí vedci z University of Rochester a University of Southern California sa domnievajú, že vedia, kto zastaví rast zubov. Toto je gén Osr2, ktorý kóduje transkripčný faktor, ktorý zase riadi syntézu niekoľkých desiatok, ak nie stoviek, iných proteínov a faktorov. Ak nie pre Osr2, naše zuby by rástli na tých najneočakávanejších miestach.
Pred niekoľkými rokmi Jiang Zhulan a jeho kolegovia zistili, že myši, ktorým v ich chromozómovej zostave chýbajú obe kópie génu Osr2, sa počas embryonálneho vývoja vyvíjajú embryá nie jedného, ale dvoch radov zubov. Na najmenej štyroch miestach sa objaví ďalší riadok - vedľa každého z prvých štyroch stoličiek (stoličky), trochu bližšie k jazyku, začína sa formovať ďalší malý stolár.
Propagačné video:
Nebolo možné rásť z myšej Osr2 - / - - línie (horný index "- / -" znamená neprítomnosť dvoch kópií uvedeného génu), akékoľvek "žraločie myši" schopné zničiť všetko zrno a všetky zásoby syra: mutanti uhynú krátko po narodení kvôli nespojeniu patra (u ľudí sa to nazýva rozštiepený patro). Avšak ďalšie zubné embryá, ktoré sa presádzajú z úst mutantnej myši na normálnu, sa spolu s okolitými tkanivami vyvíjajú do celkom tvrdých mineralizovaných zubov - nielen referenčných zubov, ale aspoň podobných molárom.
Vo svojej súčasnej práci vedci sledovali zmeny v expresii niekoľkých dôležitých génov v zubnej doštičke (vrstva nad / pod čeľusťou, z ktorej sa vyvíjajú zuby) počas vnútromaternicového vývoja normálnych a Osr2 - / - - mutantných myší. Okrem Osr2 bol tiež vyradený gén Msx1, ďalší transkripčný faktor, ktorý vyvoláva syntézu proteínu Bmp4, jeden z členov rodiny proteínov tvoriacich kosti, ktoré sa podľa predchádzajúcich štúdií podieľali na začatí tvorby zubov.
Biológovia monitorovali zmeny v génovej expresii štandardným spôsobom - odstraňovali embryá z materského lona v danom čase, rozrezávali lebky na tenké vrstvy a merali obsah špecifikovaných proteínov a ich „molekulárnych schém“- mediátorov RNA z bunky do bunky. Výsledky výskumu sú publikované v poslednom čísle Science.
Je známe, že najzaujímavejšie sa nedeje ani v epiteli, z ktorého potom zub sám vyrastie, ale v mezenchýme - tenkej vrstve spojivového tkaniva, ktorá sa nachádza medzi epitelom a rastúcou čeľusťou embrya. Ako autori práce ukázali, koncentrácia Osr2 u normálnych myší sa prudko zvyšuje od zubnej doštičky smerom k jazyku. Naopak, koncentrácia Bmp4 klesá rovnako prudko, akoby Osr2 nejako inhiboval syntézu proteínov.
Analýza vývoja mutantov Osr2 - / - Msx1 - / - sa stala rozhodujúcim pre model vývoja zubov.
U myší, ktorým chýbajú obidve kópie obidvoch génov, sa po prvom molárii nezvýšil ďalší zub, a po druhé, okrem týchto prvých stoličiek sa nerástol ani jeden zub!
Súčasne bol proteín Bmp4 syntetizovaný v blízkosti vyvíjajúceho sa zubu, ale v niektorých úplne nevýznamných množstvách.
Kombinácia týchto pozorovaní umožnila autorom práce formulovať model ich vývoja zubov. Podľa Jianga je v dialektickom boji medzi dvoma transkripčnými faktormi - Osr2 a Msx1 určená postupnosť výskytu zubov a ich distribúcia v ústnej dutine. V tejto konfrontácii hrá Osr2 úlohu obmedzovača rastu - je to on, kto bráni rastu druhého, tretieho a nasledujúcich radov zubov, zatiaľ čo Msx1 naopak vyvoláva syntézu Bmp4 a rast samotného zuba.
Mimochodom, Osr2 nielen zabraňuje rastu ďalšieho radu zubov v ústach cicavcov. Rovnaký faktor nás núti robiť „zarážky“v postupnom vývoji zubov tak, aby sa navzájom neprekrývali; možno táto funkcia je jej hlavným účelom. Osr2 to však nevykonáva dokonale, ako to môže dosvedčovať takmer každý, kto má zuby múdrosti. Podľa Jiang je v tomto prípade dôvodom nedostatočného odsadenia „podladenie“systému Osr2 / Msx1.
Vedci zatiaľ nevidia žiadne vyhliadky na priame uplatnenie svojich zistení v klinickej stomatológii: v blízkej budúcnosti nebude nikto schopný rásť stratený zub injekciou Bmp4 na správnom mieste.
Stále existuje obrovská priepasť medzi niekoľkými génmi a vývojom celého orgánu. Navyše, okrem týchto autonómnych signálov, musia existovať aj iné, ktoré sú spojené s absolútnym vekom, ako to presvedčivo svedčí príbeh s mliečnymi zubami. Zároveň Jiang a jeho kolegovia dúfajú, že ich práca pomôže odhaliť vrodené genetické abnormality (ako napríklad rozštiepenie patra) čo najskôr, dlho pred narodením dieťaťa. A možno do ich vývoja nejakým spôsobom zasahujú.