Gdy badacze z Instytutu Biotechnologii HiLIFE Uniwersytetu w Helsinkach badali jaszczurki nazywane https://www.focus.pl/artykul/upal-zmienia-plec-jaszczurek (Pogona vitticeps), natknęli się na zmutowane osobniki. Były pozbawiony łusek i miały inne uzębienie.
Wbrew pozorom, było to doniosłe odkrycie. Ryby, płazy i gady (do których należą jaszczurki) mają bowiem wszystkie zęby takie same. Cecha ta nazywa się homodontyzmem. Zróżnicowanie zębów występuje głównie u ssaków, czyli przejawiają heterodontyzm.
Zmutowane agamy brodate są pierwszymi wśród gadów (czyli homodontów) przypadkami, u których zauważono rozwój różnorodnego uzębienia (czyli heterodontyzmu). To pozwoliło badaczom na lepszy wgląd w mechanizm rozwoju zębów u kręgowców.
Fińscy naukowcy opisali cały biochemiczny szlak powstawania zębów
U agam zmutowany był gen EDA (kodujący syntezę białka o nazwie ektodysplazyna-A). Z wcześniejszych badań wiadomo, że mutacje tego genu mogą powodować defekty w rozwoju zębów, włosów, łusek oraz gruczołów skóry. Dzięki analizom zmutowanych jaszczurek udało się określić cały biochemiczny szlak wpływający na różnicowanie się zębów, które normalnie u gadów nie występuje – za to jest powszechne u ssaków. Nasze siekacze, kły i zęby trzonowe różnią się bowiem kształtem i budową.
Badacze identyfikują mechanizmy, które prowadzą do tego, że powstały rozmaite rodzaje zębów. – Jest całkiem możliwe, że to tak prosty mechanizm [jak zmiana pojedynczego genu] doprowadził do tak wielkiej rozmaitości wzorów zębowych u kręgowców – tłumaczy prof. Nicolas Di-Poï, główny autor pracy opublikowanej w „Science Advances”. Kluczowe jest nie tylko posiadanie funkcjonującego genu, ale także to, na którym etapie rozwoju się uruchamia. To właśnie, jak sądzą specjaliści, prowadzi do rozwoju różnych rodzajów zębów u ssaków.
Jak mówi prof. Di-Poï odkrycie to daje badaczom nową perspektywę dotyczącą rozwoju uzębienia kręgowców. Przełoży się to na wiele dziedzin nauki: od filogenetyki (nauki o pochodzeniu poszczególnych gatunków) i taksonomii (klasyfikacji gatunków) po ekologię, organogenezę (czyli powstawanie organów w procesie rozwoju) i medycynę regeneracyjną.
Jaszczurki kontra myszy: różne rodzaje zębów i ich liczba
Profesor wyjaśnia, że jak dotąd naukowcy badają mechanizmy powstawania i wzrostu zębów głównie u myszy, które są łatwe w hodowli. Jednak mysie uzębienie znacząco różni się od tych u innych ssaków, nie mówiąc o gadach czy płazach. Myszy nie są więc doskonałym modelem do takich analiz. Przede wszystkim gryzonie straciły wiele zębów w procesie ewolucji. Chomiki, szczury i myszy mają ich tylko 16 (cztery siekacze oraz tuzin trzonowych). Są jednak i inne różnice.
– Mysie zęby, na przykład, nie odrastają. Tymczasem większość kręgowców ma dwa lub więcej zestawy zębów. Zęby ssaków umieszczone są w zębodołach. Inne zwierzęta mają częściowo lub całkowicie zespolone z kościami szczęki i żuchwy. Stąd badania nad pochodzeniem wielu cech zębów [prowadzone na myszach], takich jak na przykład kształt czy wymiana uzębienia, są bardzo ograniczone – tłumaczy prof. Di-Poï.
Jak się okazuje, badanie jaszczurek może rzucić na te kwestie nowe światło. Dokładne poznanie tego, jak wyrastają zęby może doprowadzić w końcu do odkrycia, jak sprawić, by wyrastały nam utracone zęby. To jednak nie spodoba się chyba dentystom i protetykom.
Źródło: University of Helsinki; Science Advances.