Страст в зъбите

2023 Автор: Adelina Croftoon | [email protected]. Последно модифициран: 2023-07-30 23:25

Открити са няколко гена, чиято борба определя броя на зъбите в устата и модела на техния растеж. При мутантни мишки, които нямат Osr2 гена, расте втори ред зъби, подобно на акула. Същите тези гени участват в появата на вродена цепка на небцето, така че мутантните мишки не живеят дълго след раждането

Колкото и да се хвалят хората с превъзходството си над всички други животни, морските хищници на акулите, примитивни дори по стандартите на рибите, имат причина да не са съгласни. И когато използват аргумента си, той оставя незаличим отпечатък - ако не в душата, то на краката на нещастни сърфисти. Говорим, разбира се, за зъбите на акулата, които са големи и подредени в няколко реда. А нашите са малки и се побират в една линия (с изключение на редки и кратки случаи, когато постоянните зъби растат леко встрани от млякото, което още не е изпаднало).

Човекът не е сам в своето нещастие: един ред зъби е една от отличителните черти на бозайниците сред гръбначните като цяло. Не само акулите имат много зъби. Някои риби имат чифт от тях на всяка челюст; в туатари (туатари), дошли до нас от мезозойските времена, те обикновено са разположени асиметрично, има два реда зъби отгоре и един отдолу.

Въпреки толкова любопитно разнообразие от зъбни конфигурации (и значителна сума пари, циркулиращи в стоматологията и падащи на капки върху основната наука, свързана с тази област), учените все още не разбират напълно молекулярните механизми, които управляват появата на зъбите.

Кой решава къде и кога да израства следващият зъб, как той съобщава своето решение на клетките, които трябва да се развият в зъб?

Защо в крайна сметка този „мениджър“не ми отглежда заместител на някога красивия зъб, сега изяден от кариес?

Цзян Жулан, Зуни Джан и други двама американски учени от университета в Рочестър и Университета в Южна Калифорния смятат, че знаят кой спира растежа на зъбите. Това е генът Osr2, който кодира транскрипционен фактор, който от своя страна контролира синтеза на няколко десетки, ако не и стотици, други протеини и фактори. Ако не беше Osr2, зъбите ни щяха да растат на най -неочакваните места.

Преди няколко години Дзян Джулан и колегите му откриха, че мишките, които нямат и двете копия на гена Osr2 в своя хромозомен набор, развиват ембриони от не един, а два реда зъби по време на ембрионалното развитие. Допълнителен ред се появява на поне четири места - до всеки от първите четири кътника (кътници), малко по -близо до езика, започва да се образува друг малък „молар“.

Отгледан от мишка Osr2^-/--lines (горният индекс "- /-" означава липсата на две копия от посочения ген) на всякакви "мишки от акула", способни да унищожат цялото зърно и всички запаси от сирене се провалят: мутанти умират скоро след раждането поради неразливане на небце (в хората се нарича цепнато небце). Въпреки това, допълнителните зъбни ембриони, трансплантирани от устата на мутантна мишка в нормален, заедно с околните тъкани, се развиват в доста твърди, минерализирани зъби - не само референтни, но поне подобни на моларите.

В настоящата работа учените са проследили промените в експресията на няколко важни гени в зъбната плоча (слоя над / под челюстта, от която се развиват зъбите) по време на вътрематочното развитие на нормалното и Osr2^-/-- мутантни мишки. В допълнение към Osr2, генът Msx1, друг транскрипционен фактор, който провокира синтеза на протеина Bmp4, един от членовете на семейството на "костно-образуващи" протеини, участващи, според предишни проучвания, в инициирането на образуването на зъби, също в безсъзнание.

Биолозите наблюдават промените в генната експресия по стандартен начин - премахване на ембриони от утробата на майката в определен момент, нарязване на черепите им на тънки слоеве и измерване на съдържанието на определени протеини и техните „молекулярни схеми“- предаващи РНК от клетка в клетка. резултати изследване, публикувано в последния брой на Science.

Известно е, че най -интересното се случва дори не в епитела, от който след това расте самият зъб, а в мезенхимата - тънък слой съединителна тъкан, разположен между епитела и нарастващата челюст на ембриона. Както показаха авторите на работата, концентрацията на Osr2 при нормални мишки рязко се увеличава от зъбната плоча към езика. Обратно, концентрацията на Bmp4 спада също толкова рязко, сякаш Osr2 по някакъв начин инхибира синтеза на протеин.

Анализът на развитието на Osr2 е решаващ за модела на развитие на зъбите.^-/-Msx1^-/--мутанти.

При мишки, които нямат и двете копия на двата гена, първо, допълнителен зъб не расте до първия молар, и второ, изобщо не расте нито един зъб освен тези първи молари!

В същото време протеинът Bmp4 е синтезиран близо до развиващия се зъб, но в някои напълно незабележими количества.

Комбинацията от тези наблюдения позволи на авторите на работата да формулират своя модел на развитие на зъбите. Според Цзян последователността на появата на зъбите и тяхното разпределение в устната кухина се определя в диалектическата борба между два транскрипционни фактора - Osr2 и Msx1. В тази конфронтация Osr2 играе ролята на ограничител на растежа - той е този, който предотвратява растежа на втория, третия и следващия ред зъби, докато Msx1, напротив, провокира синтеза на Bmp4 и растежа на самия зъб.

Между другото, Osr2 не само предотвратява растежа на допълнителен ред зъби в устата на бозайници. Същият фактор ни принуждава да правим "отстъпи" в последователното развитие на зъбите, така че те да не се припокриват един с друг; може би тази функция е основната му цел. Но Osr2 не го изпълнява перфектно, както могат да свидетелстват почти всички със зъби на мъдростта. Според Дзян, именно „недоконфигурацията“на системата Osr2 / Msx1 е причината за недостатъчния отстъп в този случай.

Досега учените не виждат никакви перспективи за директно прилагане на техните открития в клиничната стоматология: в близко бъдеще никой няма да може да отгледа изгубения ви зъб с инжекция Bmp4 на правилното място.

Все пак има огромна разлика между няколко гена и развитието на цял орган. Освен това, в допълнение към тези автономни сигнали, трябва да има някои други, обвързани с абсолютната възраст, както убедително свидетелства историята с млечните зъби. В същото време Дзян и колегите му се надяват, че тяхната работа ще помогне за откриване на вродени генетични аномалии (като цепнатината на небцето) възможно най -рано, много преди раждането на бебето. И може би дори по някакъв начин се намесват в тяхното развитие.