Löydettiin pari geeniä, joiden kamppailu määrää suussa olevien hampaiden lukumäärän ja niiden kasvukuvion. Mutanttihiirissä, joilla ei ole Osr2-geeniä, toinen hammasrivi kasvaa kuin hai. Nämä samat geenit osallistuvat luontaisen suulakihalkeaman syntyyn, joten mutanttihiiret eivät elää kauan syntymän jälkeen
Huolimatta siitä, kuinka ihmiset ylpeillä paremmuudestaan verrattuna muihin eläimiin, haiden merisatolaisilla, jotka ovat alkeellisia jopa kalastandardien perusteella, on syy olla eri mieltä. Ja kun he käyttävät väitteitään, se jättää pysyvän jäljen - ellei sieluun, niin onneton surffaajien jalkoihin. Puhumme tietenkin hain hampaista, jotka ovat suuret ja järjestetty useisiin riveihin. Ja meidän omamme ovat pienet ja sopivat yhteen riviin (lukuun ottamatta harvinaisia ja lyhyitä tapauksia, joissa pysyvät hampaat kasvavat hiukan pois maidosta, jota ei ole vielä pudonnut pois).
Ihminen ei ole yksin kurjuudessaan: yksi hammasrivi on yksi nisäkkäiden tunnusmerkki selkärankaisilla. Ei vain hailla on paljon hampaita. Joillakin kaloilla on pari niitä molemmissa leukoissa; mesasoisista ajoista meille alaan tulevissa tuataareissa (tuataareissa) ne sijaitsevat yleensä epäsymmetrisesti, yläreunassa on kaksi hammasriviä ja yksi pohjassa.
Huolimatta tällaisesta uteliaasta hampaiden kokoonpanoista (ja huomattavasta määrästä rahaa, joka pyörii hammaslääketieteessä ja tiputtamalla pisaroilla alaan liittyvään perustieteeseen), tutkijat eivät vieläkään ymmärrä täysin hammasten ulkonäköä hallitsevia molekyylimekanismeja.
Kuka päättää missä ja milloin seuraavaa hammasta kasvatetaan, miten hän ilmoittaa päätöksestään soluille, joiden pitäisi kehittyä hampaiksi?
Miksi lopulta tämä "johtaja" ei kasvata minua korvaukseksi kerran kauniille hampaille, jotka ovat nyt kariesi syömiä?
Jiang Zhulan, Zunyi Zhang ja kaksi muuta amerikkalaista tutkijaa Rochesterin yliopistossa ja Etelä-Kalifornian yliopistossa uskovat tietävänsä kuka estää hampaiden kasvua. Tämä on Osr2-geeni, joka koodaa transkriptiotekijää, joka puolestaan säätelee useiden kymmenien, ellei jopa satojen, muiden proteiinien ja tekijöiden synteesiä. Jos ei Osr2: lla, hampaamme kasvaisivat odottamattomimmissa paikoissa.
Muutama vuosi sitten Jiang Zhulang ja hänen kollegansa havaitsivat, että hiirillä, joilla kromosomijoukossa ei ollut molempia Osr2-geenin kopioita, kehitetään alkion, ei yhden, vaan kahden hammasrivin alkioita alkion kehityksen aikana. Ylimääräinen rivi ilmestyy ainakin neljään kohtaan - jokaisen neljän ensimmäisen molaarin (molaarin) viereen, hiukan lähemmäksi kieltä, alkaa muodostua uusi pieni "molaari".
Mainosvideo:
Hiirestä Osr2 - / --linjaa (yläindeksi "- / -" tarkoittaa, että kahdesta kopiosta ei ole mainittua geeniä) ei ollut mahdollista kasvattaa "hain hiirillä", jotka kykenevät tuhoamaan kaikki vilja- ja juustovarat: mutantit kuolevat pian syntymän jälkeen johtuen kitalaen liittämättömyydestä (ihmisillä sitä kutsutaan kitalakseksi). Ylimääräisistä hammasalkioista, jotka siirretään mutanttisen hiiren suusta normaaliksi, kehitetään kuitenkin yhdessä ympäröivien kudosten kanssa melko kovaksi, mineralisoituneiksi hampaiksi - paitsi vertailuhampaiksi, mutta ainakin samanlaisiksi kuin molaarit.
Nykyisessä työssään tutkijat seurasivat useiden tärkeiden geenien ilmentymisen muutoksia hammaslevyssä (leuan ylä- tai alapuolella oleva kerros, josta hampaat kehittyvät) normaalien ja Osr2 - / - - mutanttisten hiirten kohdunsisäisen kehityksen aikana. Osr2: n lisäksi löydettiin myös Msx1-geeni, toinen transkriptiotekijä, joka provosoi Bmp4-proteiinin synteesiä, joka on yksi luuta muodostavien proteiinien perheen jäsenistä, joka on aikaisempien tutkimusten mukaan osallistunut hampaan muodostumiseen.
Biologit seurasivat geeniekspression muutoksia tavanomaisella tavalla - poistamalla alkioita äidin kohdusta tiettynä ajankohtana, leikkaamalla kallojensa ohuiksi kerroksiksi ja mittaamalla määriteltyjen proteiinien pitoisuus ja niiden "molekyylisuunnitelmat" - lähetti-RNA: t solusta soluun. Tutkimuksen tulokset julkaistaan uusimmassa numerossa Science.
Tiedetään, että mielenkiintoisin ei tapahdu epiteelissä, josta hammas itse kasvaa, vaan mesenkyymissä - ohut kerros sidekudosta, joka sijaitsee epiteelin ja alkion kasvavan leuan välillä. Kuten työn kirjoittajat osoittivat, Osr2: n pitoisuus normaaleissa hiirissä kasvaa jyrkästi hammaslevyltä kieltä kohti. Toisaalta, Bmp4: n pitoisuus putoaa yhtä jyrkästi, kuin jos Osr2 estäisi jotenkin proteiinisynteesiä.
Osr2 - / - Msx1 - / - -mutanttien kehityksen analysoinnista tuli ratkaiseva vaikutus hampaan kehityksen malliin.
Hiirillä, joilta puuttui molempien geenien molemmat kopiot, yhtään ylimääräistä hammasta ei kasvanut ensimmäisen molaarin vieressä, ja toiseksi, yhtään hammasta ei kasvanut lainkaan näiden ensimmäisten molaarien lisäksi!
Samaan aikaan Bmp4-proteiini syntetisoitiin lähellä kehittyvää hammasta, mutta joissakin täysin unimpressiivisissa määrissä.
Näiden havaintojen yhdistelmä antoi työn kirjoittajille mahdollisuuden muotoilla hammaskehitysmallin. Jiangin mukaan hampaiden ulkonäkö ja niiden jakautuminen suuontelossa määritetään dialektisessä taistelussa kahden transkriptiotekijän - Osr2 ja Msx1 - välillä. Tässä vastakkainasettelussa Osr2: lla on kasvua rajoittavan rooli - juuri hän estää toisen, kolmannen ja seuraavien hammasrivien kasvun, kun taas Msx1 provosoi päinvastoin Bmp4: n synteesiä ja itse hampaan kasvua.
Muuten, Osr2 ei vain estä ylimääräisen hammasrivin kasvua nisäkkäiden suussa. Sama tekijä pakottaa meidät tekemään "sisennyksiä" hampaiden peräkkäisessä kehityksessä, jotta ne eivät ole päällekkäisiä; ehkä tämä tehtävä on sen päätarkoitus. Mutta Osr2 ei suorita sitä täydellisesti, koska melkein kaikki, joilla on ollut viisaudenhampaita, voivat todistaa. Jiangin mukaan juuri Osr2 / Msx1-järjestelmän "alimääritys" on syy riittämättömään sisennykseen tässä tapauksessa.
Toistaiseksi tutkijat eivät näe mitään havaintoja havaintonsa suoraan soveltamiseksi kliinisessä hammashoidossa: lähitulevaisuudessa kukaan ei pysty kasvattamaan kadonneesi hampaasi Bmp4-injektiolla oikeaan paikkaan.
Silti parin geenin ja koko elimen kehityksen välillä on valtava kuilu. Lisäksi näiden itsenäisten signaalien lisäksi on oltava joitain muita, jotka on sidottu absoluuttiseen ikään, kuten maitohampaiden tarina todistaa vakuuttavasti. Samaan aikaan Jiang ja hänen kollegansa toivovat, että heidän työnsä auttaa havaitsemaan synnynnäiset geneettiset poikkeavuudet (kuten kitalaen) mahdollisimman varhain, kauan ennen vauvan syntymää. Ja ehkä jopa häiritä niiden kehitystä jollain tavalla.