Формула создания зубов скоро будет найдена

Каждый бугорок наших зубов регулируется генами, которые тщательно контролируют развитие. Подобная генетическая головоломка также регулирует дифференцировку наших других органов и всех живых организмов. Команда исследователей из Института биотехнологии Хельсинкского университета разработала компьютерную модель, воспроизводящую вариацию сложных структур, таких как зубы и органы, на уровне популяции. Исследование делает шаг к выращиванию зубов и других органов правильной формы. Результаты были опубликованы на прошлой неделе в Nature.

Академик, профессор Юкка Йернвалл и его команда исследуют эволюционное развитие зубов млекопитающих. После более чем 15 лет работы команда собрала так много данных, что основные аспекты формулы создания зубов начинают проясняться. Модель показывает, что регуляция развития зубов уже хорошо известна. Зубы являются своего рода "модельным видом" для команды Йернвалла, что означает, что результаты исследования также рассказывают о развитии других органов.

Математическая модель, примененная к зубам кольчатых нерп

Согласно математической компьютерной модели, за сложной генетической головоломкой, приводящей к формированию зубов, стоит довольно простая базовая формула; в джунглях генетических сетей существует "паттернирующее ядро", регулирующее вариацию зубов среди особей в одной популяции. Также вариация человеческих зубов от резцов до моляров может быть результатом действия единого фактора, регулирующего деление клеток.

Исследователи проверили свою теоретическую модель, основанную на развитии зубов мыши, исследуя зубы тюленей. Коллекция ладожской кольчатой нерпы Финского музея естественной истории при Хельсинкском университете предоставила идеальный популяционный образец для исследования, потому что зубные ряды у них сильно варьируют.

Новые зубы и органы?

Математическая модель, предложенная исследовательской группой, может дать новое понимание формирования трехмерных форм организмов: Как разные уровни онтогенеза функционируют вместе? Какие факторы направляют появление конкретных внешних признаков? Новые результаты исследований могут способствовать развитию медицинских исследований, таких как выращивание новых органов.

Йернвалл известен как международный пионер в междисциплинарной эволюционной биологии развития. Несколько лет назад научный журнал Nature выбрал работу по эволюции зубов, проведенную Йернваллом и двумя постдокторантами, в качестве одной из 15 образовательных тем в области эволюционной биологии. Опубликованное сейчас исследование было проведено с третьим постдокторантом Йернвалла, Исааком Саласар-Сьюдадом. Саласар-Сьюдад в настоящее время работает в Автономном университете Барселоны в Испании.