Происхождение классов зубов у позвоночных: уроки от мутантной ящерицы

Исследователи из Института биотехнологии HiLIFE Хельсинкского университета сравнили двух центральных бородатых агам (Pogona vitticeps): нормальную и мутантную, лишённую чешуй на теле. Они обнаружили поразительные различия в развитии зубов. У мутантной ящерицы зубы в определённых местах вдоль челюсти были значительно крупнее и имели необычный тип прикрепления.

"Это первый пример, когда мутация у позвоночного привела к очевидной позиционной трансформации идентичности зуба", — говорит докторант Лотта Саломис.

Ген, затронутый мутацией у ящерицы, был ранее идентифицирован как эктодисплазин-A (EDA). У людей, мышей и рыб мутации гена EDA уже известны как причина дефектов в развитии зубов, волос, чешуи и желёз.

Эффект от изменения экспрессии всего одного гена подтверждает, что тонкая настройка генной сети в развитии зубов крайне важна.

"Более того, такой простой механизм, вероятно, породил большое разнообразие зубных систем, наблюдаемое у немлекопитающих линий. Наши результаты можно использовать для прогнозирования зубной формулы и связанных с ней механизмов развития, характерных для ныне живущих и ископаемых видов позвоночных, помимо млекопитающих. Это также даёт перспективы для понимания паттернирования зубов у позвоночных, что актуально для множества областей — от филогении, таксономии и экологии до органогенеза и регенеративной медицины", — говорит доцент Николя Ди-Пуа.

Мышь — не универсальная модель для исследования позвоночных

Общие механизмы развития зубов широко изучались на классической модели — мыши. Однако у мыши есть зубные особенности, отличающиеся от других млекопитающих и немлекопитающих позвоночных, что делает её неидеальной моделью для всех позвоночных.

"Например, зубы мыши не заменяются в течение жизни, в то время как у большинства других позвоночных есть два или несколько наборов зубов. Зубы млекопитающих сидят в лунках челюсти, тогда как у большинства немлекопитающих позвоночных зубы частично или полностью сращены с самой костью челюсти. В результате происхождение многих зубных признаков, таких как имплантация зуба, его идентичность и способность к замене, остаётся относительно неизвестным у позвоночных", — поясняет Николя Ди-Пуа.

Однако, как показано выше, изучение ящериц и змей может пролить больше света на процесс развития зубов, особенно тех, что представлены исключительно у немлекопитающих линий. Они демонстрируют широкий спектр зубных фенотипов, которые напрямую отражают их экологическую специализацию.