Et par gener blev fundet, hvis kamp bestemmer antallet af tænder i munden og mønsteret for deres vækst. Hos mutante mus, der mangler Osr2-genet, vokser en anden række af tænder som en haj. Disse samme gener er involveret i fremkomsten af en medfødt ganespalte, så mutante mus ikke lever længe efter fødslen
Ligegyldigt hvordan folk praler af deres overlegenhed over alle andre dyr, har havdyrets rovdyr, primitive selv efter fiskestandarder, en grund til at være uenige. Og når de bruger deres argument, efterlader det et uudsletteligt præg - hvis ikke i sjælen, så på fødderne af ulykkelige surfere. Vi taler selvfølgelig om hajens tænder, som er store og arrangeret i flere rækker. Og vores er små og passer i en linje (med undtagelse af sjældne og korte tilfælde, når permanente tænder vokser lidt væk fra mælk, der endnu ikke er faldet ud).
Mennesket er ikke alene i sin elendighed: en enkelt række af tænder er et af de kendetegn ved pattedyr blandt hvirveldyr generelt. Ikke kun hajer har en masse tænding. Nogle fisk har et par af dem på hver kæbe; i tuatarer (tuatarer), der er kommet ned til os fra den mesozoiske tid, er de generelt placeret asymmetrisk, der er to rækker med tænder på toppen og en på bunden.
På trods af en så mærkelig række tandkonfigurationer (og en betydelig mængde penge, der spinder i tandpleje og spilder dråber til grundlæggende videnskab relateret til dette felt), forstår forskerne stadig ikke fuldstændigt de molekylære mekanismer, der styrer udseendet af tænder.
Hvem beslutter, hvor og hvornår den næste tand skal vokse, hvordan kommunikerer han sin beslutning til cellerne, der skal udvikle sig til en tand?
Hvorfor til sidst, får denne "manager" mig ikke til erstatning for den engang smukke tand, der nu spises væk af karies?
Jiang Zhulan, Zunyi Zhang og to andre amerikanske forskere ved University of Rochester og University of South California mener, at de ved, hvem der stopper tandvækst. Dette er Osr2-genet, der koder for en transkriptionsfaktor, som igen styrer syntesen af flere titalls, hvis ikke hundreder, af andre proteiner og faktorer. Hvis ikke for Osr2, ville vores tænder vokse de mest uventede steder.
For flere år siden opdagede Jiang Zhulan og hans kolleger, at mus, der mangler begge kopier af Osr2-genet i deres kromosomsæt, udvikler embryoner af ikke en, men to rækker af tænder under embryonisk udvikling. En yderligere række vises mindst fire steder - ved siden af hver af de første fire jeksler (molarer), lidt tættere på tungen, begynder en anden lille "molær" at dannes.
Salgsfremmende video:
Det var ikke muligt at vokse fra musen Osr2 - / - -line (påskriften "- / -" betyder fraværet af to kopier af det specificerede gen) nogen "hajmus", der er i stand til at ødelægge alt korn og alle ostereserver: mutanter dør kort efter fødslen på grund af ikke-forening af ganen (hos mennesker kaldes det ganespalte). Imidlertid udvikles de ekstra tandembryoner, der transplanteres fra mundingen af en mutant mus til en normal, sammen med de omgivende væv til ganske hårde, mineraliserede tænder - ikke kun referencetænder, men i det mindste ligner molarer.
I deres nuværende arbejde sporer forskerne ændringer i ekspressionen af flere vigtige gener i tandpladen (laget over / under kæben, hvorfra tænderne udvikler sig) under den intrauterine udvikling af normale og Osr2 - / - - mutante mus. Foruden Osr2 blev Msx1-genet, en anden transkriptionsfaktor, der provokerer syntesen af Bmp4-proteinet, et af medlemmerne af familien af "knogledannende" proteiner, der ifølge tidligere undersøgelser involverede i initiering af tanddannelse, også slået ud.
Biologer overvågede ændringer i genekspression på en standard måde - fjernelse af embryoner fra mors liv på et givet tidspunkt, skæring af deres kranier i tynde lag og måling af indholdet af specificerede proteiner og deres "molekylære skemaer" - messenger-RNA'er fra celle til celle. De forskningsresultater Resultaterne er publiceret i det seneste nummer af Science.
Det er kendt, at det mest interessante sker ikke engang i epitelet, hvorfra selve tanden vokser, men i mesenchymet - et tyndt lag bindevæv placeret mellem epitelet og den voksende kæbe af embryoet. Som forfatterne af arbejdet viste, øges koncentrationen af Osr2 i normale mus kraftigt fra tandpladen mod tungen. Omvendt falder koncentrationen af Bmp4 lige så skarpt, som om Osr2 på en eller anden måde hæmmer proteinsyntesen.
Analysen af udviklingen af Osr2 - / - Msx1 - / - mutanter blev afgørende for modellen for tandudvikling.
Hos mus, der manglede begge kopier af begge gener, voksede for det første en ekstra tand ikke ved siden af den første molær, og for det andet voksede der ikke en enkelt tand overhovedet ud over disse første molarer!
På samme tid blev Bmp4-proteinet syntetiseret i nærheden af den udviklende tand, men i nogle helt uanselige mængder.
Kombinationen af disse observationer gjorde det muligt for forfatterne af værket at formulere deres model for tandudvikling. Ifølge Jiang bestemmes rækkefølgen af tændernes udseende og deres fordeling i mundhulen i den dialektiske kamp mellem to transkriptionsfaktorer - Osr2 og Msx1. I denne konfrontation spiller Osr2 rollen som en vækstbegrænser - det er han, der forhindrer væksten af den anden, tredje og næste række af tænder, mens Msx1 tværtimod provokerer syntesen af Bmp4 og væksten af selve tanden.
For øvrigt forhindrer Osr2 ikke kun, at en ekstra række af tænder vokser i munden hos pattedyr. Den samme faktor tvinger os til at gøre "indrykk" i den successive udvikling af tænder, så de ikke overlapper hinanden; måske er denne funktion dens hovedformål. Men Osr2 udfører det ikke perfekt, som næsten alle, der har haft visdomstænder, kan vidne. Ifølge Jiang er det "under-tuning" af Osr2 / Msx1-systemet, der er årsagen til den utilstrækkelige indrykk i dette tilfælde.
Indtil videre ser forskere ikke udsigter til den direkte anvendelse af deres fund i klinisk tandpleje: i den nærmeste fremtid vil ingen være i stand til at vokse din mistede tand med en Bmp4-injektion på det rigtige sted.
Der er stadig et stort kløft mellem et par gener og udviklingen af et helt organ. Derudover skal der ud over disse autonome signaler være nogle andre, der er bundet til absolut alder, som historien med mælketænder overbevisende vidner om. På samme tid håber Jiang og hans kolleger, at deres arbejde vil hjælpe med at opdage medfødte genetiske abnormiteter (som spaltgommen) så tidligt som muligt længe før babyen bliver født. Og måske endda blande sig i deres udvikling på en eller anden måde.