Мы в социальных сетях:
Круглосуточное вещание!

Заметили ошибку в тексте?
Выделите её мышкой и
нажмите Ctrl + Enter

Альтернативный взгляд

«Альтернативная история, уфология, паранормальные явления, криптозоология, мистика, эзотерика, оккультизм, конспирология, наука»

Мы не автоматический, тематический новостной агрегатор

Страсти по зубам

Страсти по зубам

Нашлась пара генов, борьба которых определяет количество зубов во рту и схему их роста. У мышей-мутантов, лишённых гена Osr2, вырастает второй ряд зубов, как у акулы. Эти же гены вовлечены в появление врождённой волчьей пасти, так что мыши-мутанты после рождения живут недолго.


Как бы ни кичились люди своим превосходством над всеми другими животными, у морских хищниц акул, примитивных даже по рыбьим меркам, остаётся повод не соглашаться. А когда они пускают свой аргумент в ход, он оставляет неизгладимый след – если не в душе, то на ногах незадачливых сёрферов. Речь, конечно, о зубах, которые у акулы большие и расположены в несколько рядов. А у нас маленькие и умещаются в одну линию (за исключением редких и непродолжительных случаев, когда постоянные зубы вырастают чуть в стороне от ещё не вывалившихся молочных).

Человек не одинок в своей убогости: единственный ряд зубов – одна из отличительных черт млекопитающих среди позвоночных в целом. Много же зубных рядов не только у акул. У некоторых рыб их по паре на каждой челюсти, у дошедших до нас с мезозойских времён туатар(гаттерий) они вообще расположены несимметрично, сверху два ряда зубов, снизу – один.

Несмотря на такое любопытнейшее разнообразие зубных конфигураций (и немалое количество денег, крутящихся в стоматологии и по капелькам проливающихся и на фундаментальную науку, связанную с этой областью), учёные до сих пор до конца не понимают молекулярных механизмов, управляющих появлением зубов.

Кто решает, где и когда вырастить очередной зуб, как сообщает о своём решении клеткам, которые должны в зуб развиться?

Почему, в конце концов, этот «управляющий» никак не вырастит мне замену когда-то прекрасному зубу, изъеденному теперь кариесом?

Цзян Жулан, Цзуньи Чжан и двое других американских учёных из Рочестерского университета и Университета Южной Калифорнии полагают, что знают, кто останавливает рост зубов. Это ген Osr2, кодирующий транскрипционный фактор, в свою очередь, управляющий синтезом нескольких десятков, если не сотни других белков и факторов. Если бы не Osr2, зубы у нас росли в самых неожиданных местах.

Несколько лет назад Цзян Жулан и его коллеги обнаружили, что у мышей, лишённых обеих копий гена Osr2 в своём наборе хромосом, в ходе эмбрионального развития появляются зародыши не одного, а двух рядов зубов. Дополнительный ряд проявляется по крайней мере в четырёх местах – рядом с каждым из четырёх первых моляров (коренных зубов) чуть ближе к языку начинает формироваться ещё один маленький «молярчик».

Вырастить из мышиной Osr2-/--линии (верхний индекс «-/-» означает отсутствие двух копий указанного гена) каких-нибудь «мышей-акул», способных уничтожить всё зерно и все запасы сыра, не удалось: мутанты умирают вскоре после рождения из-за несрастания нёба (у людей оно называется волчьей пастью). Однако лишние зубные зародыши, будучи вместе с окружающими их тканями пересаженными изо рта мутантной мыши в нормальную, развиваются во вполне твёрдые, минерализованные зубы – не то чтобы эталонные, но хотя бы похожие на моляры.

В нынешней работе учёные проследили за изменением экспрессии нескольких важных генов в зубной пластинке (слое над/под челюстью, из которого развиваются зубы) в ходе внутриутробного развития нормальных и Osr2-/--мутантных мышей. Помимо Osr2 нокауту подвергался и ген Msx1 – другой транскрипционный фактор, провоцирующий синтез белка Bmp4 – одного из членов семейства «костеобразующих» белков, замешанного, по данным предыдущих исследований, в инициации образования зуба.

За изменениями экспрессии генов биологи следили стандартным способом – извлекая эмбрионы из материнской утробы на заданных сроках, разрезая их черепные коробки на тонкие слои и измеряя содержание заданных белков и их «молекулярных схем» – матричных РНК от клетки к клетке. Результаты исследования опубликованы в последнем номере Science.

Известно, что самое интересное происходит даже не в эпителии, из которого потом вырастает сам зуб, а в мезенхиме – тонком слое соединительной ткани, расположенном между эпителием и растущей челюстью зародыша. Как показали авторы работы, концентрация Osr2 в нормальных мышах резко увеличивается от зубной пластинки в направлении языка. А концентрация Bmp4, напротив, так же резко падает, как будто это Osr2 каким-то образом сдерживает синтез белка.

Решающим для модели развития зубов стал анализ развития Osr2-/-Msx1-/--мутантов.

У мышей, лишённых обеих копий обоих генов, во-первых, не вырос лишний зуб рядом с первым моляром, а во-вторых, не выросло вообще ни одного зуба помимо этих первых моляров!

При этом белок Bmp4 синтезировался рядом с формирующимся зубом, но в каких-то совершенно не впечатляющих количествах.

Комбинация этих наблюдений позволила авторам работы сформулировать свою модель развития зубов. По мнению Цзяна, последовательность появления зубов и их распределение в ротовой полости определяется в диалектической борьбе двух транскрипционных факторов – Osr2 и Msx1. В этом противостоянии Osr2 играет роль ограничителя роста – именно он не даёт вырасти второму, третьему и следующим рядам зубов, а Msx1, напротив, провоцирует синтез Bmp4 и рост самого зуба.

Кстати, Osr2 не только не позволяет вырасти дополнительному ряду зубов во рту млекопитающих. Тот же фактор заставляет делать «отступы» в последовательном развитии зубов, чтобы они не налезали друг на друга; возможно, именно эта функция и является его основным предназначением. Но выполняет её Osr2 не идеально, как могут засвидетельствовать почти все, у кого лезли зубы мудрости. Как полагает Цзян, именно «недонастройка» системы Osr2/Msx1 – причина недостаточного отступа в этом случае.

Пока учёные не видят перспектив прямого применения своих находок в клинической стоматологии: растить вам потерянный зуб инъекцией Bmp4 в нужное место в ближайшее время никто не будет.

Всё-таки между парой-тройкой генов и развитием целого органа – грандиозная пропасть. Тем более что помимо этих автономных сигналов должны быть и какие-то другие, завязанные на абсолютный возраст, как убедительно свидетельствует история с молочными зубами. В то же время Цзян и его коллеги надеются, что их работа поможет обнаруживать врождённые генетические аномалии(вроде той же волчьей пасти) как можно раньше, задолго до появления ребёнка на свет. И, возможно, даже каким-то образом вмешиваться в их развитие.

Источник:

Поделиться в социальных сетях:


+4
332
Распечатать
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...
Читайте еще
Пишут в блогах
Интересное видео