Bylo nalezeno několik genů, jejichž boj určuje počet zubů v ústech a způsob jejich růstu. U mutantních myší postrádajících gen Osr2 roste druhá řada zubů jako žralok. Stejné geny se podílejí na vzniku vrozeného rozštěpu patra, takže mutantní myši nežijí dlouho po narození
Bez ohledu na to, jak se lidé chlubí svou převahou nad všemi ostatními zvířaty, mají dravci mořských žraloků primitivní i podle rybích standardů důvod nesouhlasit. A když použijí svůj argument, zanechá nesmazatelnou stopu - pokud ne v duši, pak na nohou nešťastných surfaři. Mluvíme samozřejmě o žraločích zubech, které jsou velké a uspořádané do několika řad. A naše jsou malé a zapadají do jedné linie (s výjimkou vzácných a krátkých případů, kdy trvalé zuby rostou mírně od mléka, které ještě nevypadlo).
Člověk není sám ve své ubohosti: jediná řada zubů je jednou z charakteristických vlastností savců u obratlovců obecně. Nejen žraloci mají hodně chrupu. Některé ryby mají pár na každé čelisti, v Tuatarech (tuatary), které k nám přišly dolů z mezozoických časů, obecně se nacházejí asymetricky, nahoře jsou dva řady zubů a jeden dole.
Přes tak zvědavou rozmanitost zubních konfigurací (a značné množství peněz, které se točí ve stomatologii a rozlití kapiček do základní vědy související s touto oblastí), vědci stále ještě plně nechápou molekulární mechanismy, které řídí vzhled zubů.
Kdo rozhoduje, kde a kdy pěstovat další zub, jak komunikuje své rozhodnutí s buňkami, které by se měly vyvinout v zub?
Proč mi nakonec tento „manažer“nezmění náhradu za kdysi krásný zub, který je teď sněden kazem?
Jiang Zhulan, Zunyi Zhang a další dva američtí vědci z University of Rochester a University of Southern California věří, že vědí, kdo zastaví růst zubů. Jedná se o gen Osr2, který kóduje transkripční faktor, který zase řídí syntézu několika desítek, ne-li stovek, dalších proteinů a faktorů. Pokud ne pro Osr2, naše zuby by rostly na těch nečekaných místech.
Před několika lety Jiang Zhulan a jeho kolegové objevili, že myši postrádající obě kopie genu Osr2 v jejich chromosomové sadě se během embryonálního vývoje vyvíjejí embrya ne jednoho, ale dvou řad zubů. Na nejméně čtyřech místech se objevuje další řada - vedle každého z prvních čtyř stoliček (stoliček), trochu blíže jazyku, začíná se tvořit další malý stolek.
Propagační video:
Nebylo možné růst z myší Osr2 - / - -line (horní index "- / -" znamená nepřítomnost dvou kopií specifikovaného genu), kterékoli "žraločí myši" schopné zničit veškeré zrno a všechny zásoby sýra: mutanti umírají brzy po narození kvůli non-unie patra (v lidech to je voláno rozštěp patra). Mimořádná zubní embrya, která jsou transplantována z úst mutantní myši do normální, se však spolu s okolními tkáněmi vyvinou v docela tvrdé mineralizované zuby - nejen referenční zuby, ale přinejmenším podobné molárům.
V jejich současné práci vědci sledovali změny v expresi několika důležitých genů v zubní destičce (vrstva nad / pod čelistí, ze které se vyvíjejí zuby) během nitroděložního vývoje normálních a Osr2 - / - - mutantních myší. Kromě Osr2 byl také vyřazen další transkripční faktor, který vyvolává syntézu proteinu Bmp4, jeden z členů rodiny proteinů vytvářejících kost, zapojený podle předchozích studií do zahájení tvorby zubů.
Biologové monitorovali změny v genové expresi standardním způsobem - odstraňovali embrya z mateřského lůna v daném čase, rozřezávali lebky na tenké vrstvy a měřili obsah specifických proteinů a jejich „molekulárních schémat“- messengerových RNA z buňky do buňky. Výsledky výzkumu jsou publikovány v posledním čísle Science.
Je známo, že k nejzajímavějším nedochází ani v epitelu, ze kterého potom roste samotný zub, ale v mezenchymu - tenké vrstvě pojivové tkáně umístěné mezi epitelem a rostoucí čelistí embrya. Jak autoři práce ukázali, koncentrace Osr2 u normálních myší prudce stoupá od zubní destičky směrem k jazyku. Naopak, koncentrace Bmp4 klesá stejně ostře, jako by Osr2 nějak inhiboval syntézu proteinu.
Pro vývoj zubů se stala rozhodující analýza vývoje mutant Osr2 - / - Msx1 - / -.
U myší postrádajících obě kopie obou genů, za prvé, další zub nerostl vedle prvního moláru a zadruhé, kromě těchto prvních stoliček vůbec nerostl ani jeden zub!
Současně byl syntetizován protein Bmp4 poblíž vyvíjejícího se zubu, ale v některých zcela nevýrazných množstvích.
Kombinace těchto pozorování umožnila autorům práce formulovat jejich model vývoje zubů. Podle Jianga je v dialektickém boji mezi dvěma transkripčními faktory - Osr2 a Msx1 určována posloupnost výskytu zubů a jejich distribuce v ústní dutině. V této konfrontaci hraje Osr2 roli omezovače růstu - je to on, kdo brání růstu druhé, třetí a následné řady zubů, zatímco Msx1 naopak vyvolává syntézu Bmp4 a růst samotného zubu.
Mimochodem, Osr2 nejen brání růstu další řady zubů v ústech savců. Stejný faktor nás nutí dělat „odrážky“v postupném vývoji zubů tak, aby se navzájem nepřekrývaly; možná tato funkce je jeho hlavním účelem. Osr2 to však nevykonává dokonale, protože to může svědčit téměř každý, kdo měl zuby moudrosti. Podle Jiang je v tomto případě příčinou nedostatečného odsazení „podladění“systému Osr2 / Msx1.
Vědci zatím nevidí vyhlídky na přímé uplatnění svých poznatků v klinické stomatologii: v blízké budoucnosti nebude nikdo schopen růst vašeho ztraceného zubu injekcí Bmp4 na správném místě.
Stále existuje obrovská propast mezi párem genů a vývojem celého orgánu. Navíc k těmto autonomním signálům musí existovat i další, které jsou spojeny s absolutním věkem, jak přesvědčivě svědčí příběh s mléčnými zuby. Zároveň Jiang a jeho kolegové doufají, že jejich práce pomůže odhalit vrozené genetické abnormality (jako je rozštěp patra) co nejdříve, dlouho před narozením dítěte. A možná nějakým způsobem zasahují do jejich vývoje.