Najdeno je bilo nekaj genov, katerih boj določa število zob v ustih in vzorec njihove rasti. Pri mutiranih miših, ki nimajo gena Osr2, raste druga vrsta zob, kot morski pes. Ti isti geni sodelujejo pri nastanku prirojene razcepne nepce, tako da mutirane miši ne živijo dolgo po rojstvu
Ne glede na to, kako se ljudje hvalijo s svojo premočjo nad vsemi drugimi živalmi, imajo morski plenilci morskih psov, primitivni celo po standardih rib, razlog, da se ne strinjajo. In ko uporabijo svoj argument, pusti neizbrisen pečat - če ne v duši, potem na nogah nesrečnih deskarjev. Govorimo seveda o zobeh morskega psa, ki so veliki in razporejeni v več vrsticah. In naši so majhni in se prilegajo v eno vrstico (z izjemo redkih in kratkih primerov, ko trajni zobje nekoliko zrastejo od mleka, ki še ni izpadlo).
Človek ni sam v svoji hudomušnosti: ena sama vrsta zob je ena od značilnosti sesalcev med vretenčarji na splošno. Ne le morski psi imajo veliko denticije. Nekatere ribe imajo par na vsaki čeljusti, pri Tuatarah (tuatarah), ki so k nam prišle iz mezozojskih časov, so na splošno nameščene nesimetrično, na vrhu sta dve vrsti zob in ena na dnu.
Kljub tako radovedni raznolikosti zobnih konfiguracij (in precejšnja količina denarja, ki kroži po zobozdravstvu in kaplja kapljice za osnovno znanost, povezano s tem področjem), znanstveniki še vedno ne razumejo popolnoma molekulskih mehanizmov, ki urejajo videz zob.
Kdo se odloči, kje in kdaj bo zrasel naslednji zob, kako svojo odločitev sporoči celicam, ki naj bi se razvile v zob?
Zakaj mi na koncu ta "upravitelj" ne zraste kot nadomestilo za nekoč lepi zob, ki ga zdaj poje karies?
Jiang Zhulan, Zunyi Zhang in dva druga ameriška znanstvenika z univerze v Rochesteru in univerze v Južni Kaliforniji verjameta, da vedo, kdo ustavi rast zob. To je gen Osr2, ki kodira transkripcijski faktor, ki posledično nadzira sintezo več deset, če že ne več sto drugih beljakovin in dejavnikov. Če ne bi bilo Osr2, bi nam zobje naraščali na najbolj nepričakovanih mestih.
Pred nekaj leti sta Jiang Zhulang in njegovi sodelavci odkrili, da miši, ki nimajo obeh kopij gena Osr2 v svojem naboru kromosomov, razvijejo zarodke ne enega, temveč dveh vrst zob med embrionalnim razvojem. Na vsaj štirih mestih se pojavi dodatna vrstica - poleg vsakega od prvih štirih molarjev (molarjev), nekoliko bližje jeziku, se začne oblikovati še en majhen "molar".
Promocijski video:
Iz mišjega Osr2 - / - -line ni bilo mogoče zrasti (nadnapis "- / -" pomeni odsotnost dveh kopij navedenega gena) nobene "miške morskega psa", ki bi lahko uničila vse žito in vse zaloge sira: mutanti umrejo kmalu po rojstvu zaradi neskladnosti nepca (pri ljudeh se imenuje razcepno nepce). Vendar pa se dodatni zobni zarodki, ki jih presadijo iz ust mutirane miške v običajnega, skupaj z okoliškimi tkivi razvijejo v precej trde, mineralizirane zobe - ne le referenčne zobe, ampak vsaj podobne molarjem.
V svojem trenutnem delu so raziskovalci spremljali spremembe v izražanju več pomembnih genov v zobni plošči (plast nad / pod čeljustjo, iz katere se razvijejo zobje) med intrauterinim razvojem normalnih in mutiranih miši Osr2 - / - -. Poleg Osr2 je bil izločen tudi gen Msx1, še en transkripcijski faktor, ki izzove sintezo proteina Bmp4, enega izmed članov družine beljakovin, ki tvorijo kosti, ki je po prejšnjih študijah sodeloval pri uvajanju zob.
Biologi so na standardni način spremljali spremembe v izražanju genov - odstranjevanje zarodkov iz materine maternice v določenem času, rezanje lobanj na tanke plasti in merjenje vsebnosti določenih beljakovin in njihovih "molekulskih shem" - messenger RNAs od celice do celice. Rezultati raziskav so objavljeni v zadnji številki revije Science.
Znano je, da se najzanimivejše zgodi celo v epiteliju, iz katerega nato zraste sam zob, temveč v mezenhimi - tanki plasti vezivnega tkiva, ki se nahaja med epitelijem in rastočo čeljustjo zarodka. Kot so pokazali avtorji dela, se koncentracija Osr2 pri običajnih miših od zobne plošče proti jeziku močno poveča. Nasprotno pa koncentracija Bmp4 tako močno pade, kot da Osr2 nekako zavira sintezo beljakovin.
Analiza razvoja mutantov Osr2 - / - Msx1 - / - je postala odločilna za model razvoja zob.
Pri miših, ki nimajo obeh kopij obeh genov, prvič, da dodatni zob ni zrasel zraven prvega mola, in drugič, da poleg teh prvih molarjev sploh ni zrasel niti en zob!
Hkrati je bil protein Bmp4 sintetiziran v bližini zoba, ki se razvija, vendar v nekaterih popolnoma neimpresivnih količinah.
Kombinacija teh opazovanj je avtorjem dela omogočila, da oblikujejo svoj model razvoja zob. Po Jiangu je določeno zaporedje pojava zob in njihova razporeditev v ustni votlini v dialektičnem boju med dvema faktorjema transkripcije - Osr2 in Msx1. Osr2 v tem soočenju igra vlogo omejevalca rasti - prav on preprečuje rast druge, tretje in naslednjih vrst zob, medtem ko Msx1 nasprotno izzove sintezo Bmp4 in rast samega zoba.
Mimogrede, Osr2 ne samo preprečuje, da bi v ustih sesalcev zrasla dodatna vrsta zob. Isti dejavnik nas sili, da v zaporednem razvoju zob naredimo "alineje", da se med seboj ne prekrivajo; morda je ta funkcija njen glavni namen. Toda Osr2 tega ne izvaja odlično, saj lahko pričajo skoraj vsi, ki imajo modrostne zobe. Po Jiangu je razlog za nezadostno uravnavanje sistema Osr2 / Msx1 razlog za nezadostno vdolbino v tem primeru.
Zaenkrat znanstveniki ne vidijo možnosti za neposredno uporabo svojih ugotovitev v klinični zobozdravstvu: v kratkem nihče ne bo mogel zrasti vašega izgubljenega zoba z injekcijo Bmp4 na pravem mestu.
Kljub temu je med nekaj geni in razvojem celega organa velik razkorak. Poleg tega morajo biti poleg teh avtonomnih signalov še nekateri drugi, vezani na absolutno starost, kot prepričljivo priča zgodba z mlečnimi zobmi. Hkrati Jiang in njegovi sodelavci upajo, da bo njihovo delo pomagalo odkriti prirojene genske nepravilnosti (kot je razcepna palata) čim prej, še preden se otrok rodi. In morda celo na nek način posegajo v njihov razvoj.