Aby dowiedzieć się, jak zmienia się ciało w czasie, badacze coraz częściej starają się zrozumieć epigenetykę, badanie zmian w organizmach spowodowane modyfikacją ekspresji genów, a nie modyfikacją samego kodu genetycznego. To naukowe przedsięwzięcie obejmuje także zęby.
Yang Chai, prodziekan ds. Badań w Herman Ostrow School of Dentistry USC, opisał w ostatnim artykule, w jaki sposób on i jego koledzy odkryli, że regulacja epigenetyczna może kontrolować modelowanie i rozwój korzenia zęba.
„Jest to aspekt, który nie wiąże się ze zmianą sekwencji DNA, ale w zasadzie poprzez kontrolę, dzięki której geny są dostępne lub niedostępne do transkrypcji, co może determinować wzór” – wyjaśnił.
Jak napisali autorzy, białko o nazwie Ezh2 pomaga w rozwoju kości twarzy, ale nie wiadomo, jak wpływa na rozwój korzenia zęba. Zespół zbadał zatem, co dzieje się, gdy Ezh2 nie jest obecny w zębach trzonowych rozwijających się myszy. Odkryli, że Ezh2 i inne białko o nazwie Arid1a muszą być w równowadze, aby ustalić wzór korzenia zęba i właściwą integrację korzeni z kościami szczęki.
Aby pewnego dnia móc sprawić aby ząb odrosną konieczna jest w pierwszej kolejności regeneracja korzenia zęba.
Chai stwierdził, że wyniki pracy są motywujące: „Jestem podekscytowany tym, ponieważ poprzez ewolucję człowieka nastąpiły zmiany w naszej diecie i środowisku, które mogą wpłynąć na nasz epigenom – sposób, w jaki regulowane są nasze geny – i wyraźnie widać różnicę między uformowanie korzenia naszego uzębienia kontra neandertalczycy ”.
Zęby trzonowców neandertalskich mają dłuższe pnie korzeni niż te obserwowane u współczesnych anatomicznie ludzi i wykazują późne pękanie korzeni, co może wynikać z wpływu diety i ćwiczeń fizycznych na białka włączające i wyłączające geny.
Równowaga regulatorów ma również wpływ na choroby i dobre samopoczucie. W różnych rodzajach raka badania wykazały, że równowaga dwóch przeciwstawnych regulatorów epigenetycznych jest dość ważna. Chai powiedział, że wyeliminowanie jednego regulatora może spowodować raka, ale modulowanie przeciwnego regulatora może zatrzymać raka.
„Te epigenetyczne regulatory, które nie zmieniają sekwencji DNA, są same w sobie ważne, ale ich poziom aktywności jest również ważny” – powiedział. „Zasadniczo nie możesz mieć za dużo lub za mało – jeśli równowaga jest nieuzasadniona, masz problemy rozwojowe lub chorobę”.
Ostatecznym celem badań Chai nad regulacją rozwoju zębów jest odrastanie zębów – ale wygenerowanie całego zęba jest bardzo trudne, ponieważ naturze zajmuje dużo czasu, aby zbudować ząb od rozwoju do pełnego wyrżnięcia, wyjaśnił Chai. Dlatego stara się znaleźć sposoby na zregenerowanie korzenia trzonowego i nałożenie korony na wierzch.
„Byłoby to najlepsze z obu światów: naturalna integracja korzenia z kością szczękową z założonym więzadłem przyzębia oraz skrócenie czasu potrzebnego przez użycie tylko korony do przywrócenia funkcji” – powiedział.
Szczegóły medyczne badania: Junjun Jing et al. Antagonistic interaction between Ezh2 and Arid1a coordinates root patterning and development via Cdkn2a in mouse molars, eLife (2019). DOI: 10.7554/eLife.46426
Podziękowania dla Katharine Gammon, University of Southern California.
