Варианты гена C2CD3 связали с нарушениями развития зубов и их эволюционной утратой

Редкие изменения гена C2CD3 связаны с отсутствием зубов, необычной формой зубов и их появлением уже при рождении. Исследование пациентов, мышей и куриных эмбрионов помогло объяснить, как этот ген влияет на развитие зубов и почему в ходе эволюции птицы утратили их.

Работа международной группы учёных, в которую вошли исследователи Королевского колледжа Лондона, опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Изменения числа, формы и размера зубов у 24 пациентов связали с вариантами C2CD3. У мышей нарушение работы этого гена приводило к похожим особенностям: в разных участках челюсти могли появляться как дополнительные, так и отсутствующие зубы.

C2CD3 участвует в формировании первичных ресничек — крошечных структур внутри клеток, которые помогают им получать сигналы, направляющие развитие. Учёные обнаружили, что нарушение работы гена меняет активность сигнального пути Sonic hedgehog (SHH), участвующего в определении мест, где формируются зубы, и в их развитии. У мышей активность SHH повышалась в отдельных областях верхней челюсти и снижалась в нижней. Это может объяснить, почему изменения одного и того же гена приводят к разным результатам.

«Мыши, как и пациенты, имели и дополнительные, и отсутствующие зубы в разных частях челюсти», — отметила профессор развития и эволюции Королевского колледжа Лондона Абигейл Такер.

Подсказки об эволюции зубов дали эмбрионы курицы-мутанта talpid2, у которой есть вариант C2CD3. Хотя у современных птиц зубов нет, у эмбрионов обнаружили зубоподобные структуры. Активность SHH у них была повышена в обеих челюстях.

По мнению авторов, птицы могли утратить зубы не потому, что у них исчезли все биологические механизмы для их формирования, а потому, что соответствующие процессы развития оказались подавлены. Исследователи считают, что результаты помогут лучше понять редкие нарушения развития зубов и уточнить подходы к лечению пациентов со сложными стоматологическими проблемами.