Quelques gènes ont été trouvés, dont la lutte détermine le nombre de dents dans la bouche et le schéma de leur croissance. Chez les souris mutantes dépourvues du gène Osr2, une deuxième rangée de dents se développe, comme un requin. Ces mêmes gènes sont impliqués dans l'émergence d'une fente palatine innée, de sorte que les souris mutantes ne vivent pas longtemps après la naissance
Peu importe comment les gens se vantent de leur supériorité sur tous les autres animaux, les prédateurs marins des requins, primitifs même selon les normes des poissons, ont une raison de ne pas être d'accord. Et quand ils utilisent leur argument, cela laisse une marque indélébile - sinon dans l'âme, alors sur les pieds des internautes malheureux. Nous parlons, bien sûr, des dents de requin, qui sont grandes et disposées en plusieurs rangées. Et les nôtres sont petits et tiennent sur une seule ligne (sauf pour les cas rares et courts, lorsque les dents permanentes poussent légèrement à l'écart du lait qui n'est pas encore tombé).
L'homme n'est pas seul dans sa misère: une seule rangée de dents est l'une des caractéristiques distinctives des mammifères parmi les vertébrés en général. Non seulement les requins ont beaucoup de dentition. Certains poissons en ont une paire sur chaque mâchoire; chez les Tuatars (tuatars) qui nous sont parvenus depuis le Mésozoïque, ils sont généralement situés de manière asymétrique, il y a deux rangées de dents en haut et une en bas.
Malgré une si curieuse variété de configurations dentaires (et une somme considérable d'argent qui tourne en dentisterie et tombe par gouttelettes dans la science fondamentale liée à ce domaine), les scientifiques ne comprennent toujours pas pleinement les mécanismes moléculaires qui régissent l'apparence des dents.
Qui décide où et quand faire pousser la prochaine dent, comment communique-t-il sa décision aux cellules qui devraient se développer en dent?
Pourquoi, en fin de compte, ce "manager" ne me fait-il pas pousser un remplaçant pour la dent jadis belle, maintenant rongée par les caries?
Jiang Zhulan, Zunyi Zhang et deux autres scientifiques américains de l'Université de Rochester et de l'Université de Californie du Sud pensent savoir qui arrête la croissance dentaire. Il s'agit du gène Osr2, qui code pour un facteur de transcription, qui à son tour contrôle la synthèse de plusieurs dizaines, voire centaines, d'autres protéines et facteurs. Sans Osr2, nos dents pousseraient dans les endroits les plus inattendus.
Il y a plusieurs années, Jiang Zhulan et ses collègues ont découvert que les souris dépourvues des deux copies du gène Osr2 dans leur chromosome développaient des embryons non pas d'une mais de deux rangées de dents au cours du développement embryonnaire. Une rangée supplémentaire apparaît à au moins quatre endroits - à côté de chacune des quatre premières molaires (molaires), un peu plus près de la langue, une autre petite «molaire» commence à se former.
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Il n'a pas été possible de cultiver à partir de la souris Osr2 - / - -line (le superscript "- / -" signifie l'absence de deux copies du gène indiqué) des "souris requins" capables de détruire tous les grains et toutes les réserves de fromage: les mutants meurent peu après la naissance en raison de la non-union du palais (chez l'homme, on l'appelle la fente palatine). Cependant, les embryons dentaires supplémentaires, transplantés de la bouche d'une souris mutante dans une souris normale, ainsi que les tissus environnants, se transforment en dents minéralisées assez dures - non seulement des dents de référence, mais au moins similaires aux molaires.
Dans leurs travaux actuels, les chercheurs ont suivi les changements dans l'expression de plusieurs gènes importants dans la plaque dentaire (la couche au-dessus / au-dessous de la mâchoire à partir de laquelle les dents se développent) au cours du développement intra-utérin de souris normales et Osr2 - / - - mutantes. Outre Osr2, le gène Msx1, un autre facteur de transcription qui provoque la synthèse de la protéine Bmp4, l'un des membres de la famille des protéines «osseuses», impliquées, selon des études antérieures, dans l'initiation de la formation dentaire, a également été éliminé.
Les biologistes ont surveillé les changements dans l'expression des gènes d'une manière standard - en retirant des embryons de l'utérus de la mère à un moment donné, en découpant leur crâne en fines couches et en mesurant le contenu de protéines spécifiées et leurs «schémas moléculaires» - les ARN messagers d'une cellule à l'autre. Les résultats de la recherche sont publiés dans le dernier numéro de Science.
On sait que le plus intéressant ne se produit pas même dans l'épithélium, à partir duquel la dent elle-même se développe ensuite, mais dans le mésenchyme - une fine couche de tissu conjonctif située entre l'épithélium et la mâchoire en croissance de l'embryon. Comme l'ont montré les auteurs des travaux, la concentration d'Osr2 chez la souris normale augmente fortement de la plaque dentaire vers la langue. Inversement, la concentration de Bmp4 baisse tout aussi brusquement, comme si Osr2 inhibait d'une manière ou d'une autre la synthèse des protéines.
L'analyse du développement des mutants Osr2 - / - Msx1 - / - est devenue décisive pour le modèle de développement dentaire.
Chez les souris dépourvues des deux copies des deux gènes, d'une part, une dent supplémentaire n'a pas poussé à côté de la première molaire, et d'autre part, aucune dent n'a poussé à part ces premières molaires!
Dans le même temps, la protéine Bmp4 a été synthétisée près de la dent en développement, mais dans des quantités totalement peu impressionnantes.
La combinaison de ces observations a permis aux auteurs des travaux de formuler leur modèle de développement dentaire. Selon Jiang, la séquence d'apparition des dents et leur distribution dans la cavité buccale est déterminée dans la lutte dialectique entre deux facteurs de transcription - Osr2 et Msx1. Dans cette confrontation, Osr2 joue le rôle d'un restricteur de croissance - c'est lui qui empêche la croissance des deuxième, troisième et suivantes rangées de dents, tandis que Msx1, au contraire, provoque la synthèse de Bmp4 et la croissance de la dent elle-même.
À propos, Osr2 empêche non seulement une rangée supplémentaire de dents de se développer dans la bouche des mammifères. Le même facteur nous oblige à faire des «empreintes» dans le développement successif des dents pour qu'elles ne se chevauchent pas; cette fonction est peut-être son objectif principal. Mais Osr2 ne le fait pas parfaitement, comme presque tous ceux qui ont eu des dents de sagesse peuvent en témoigner. Selon Jiang, c'est le "sous-réglage" du système Osr2 / Msx1 qui est la raison de l'indentation insuffisante dans ce cas.
Jusqu'à présent, les scientifiques ne voient pas de perspectives d'application directe de leurs découvertes en dentisterie clinique: dans un proche avenir, personne ne pourra faire pousser votre dent perdue avec une injection de Bmp4 au bon endroit.
Pourtant, il y a un énorme écart entre quelques gènes et le développement d'un organe entier. De plus, en plus de ces signaux autonomes, il doit y en avoir d'autres liés à l'âge absolu, comme en témoigne de manière convaincante l'histoire des dents de lait. Dans le même temps, Jiang et ses collègues espèrent que leur travail aidera à détecter les anomalies génétiques congénitales (comme la fente palatine) le plus tôt possible, bien avant la naissance du bébé. Et peut-être même interférer dans leur développement d'une manière ou d'une autre.
