obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

38
Obecná a srovnávací odontologie Vývojové souvislosti 1: vznik a vývoj zubu jako produkt genetických regulačních kaskád, odontogenní regulační kód

Upload: others

Post on 15-Jan-2022

10 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Obecná a srovnávací odontologie

Vývojové souvislosti 1:

vznik a vývoj zubu jako produkt genetických regulačních kaskád,

odontogenní regulační kód

Page 2: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Vývojové souvislosti 1:

vznik a vývoj zubu jako produkt genetických regulačních kaskád,

odontogenní regulační kód

dentální lamina a paternování zubů

plakody jako signalizační centrum odontogeneze,

evoluční ztráty a případné znovuzískání zubů

zubní epitel vs. mesenchym v zubním vývoje i evoluci

odontoda; zuby 1. a 2. typu; systematická část

Page 3: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

-  transkripční faktory -  double-mutant; null-mutant; null-mice (Pax9 null mice)

Page 4: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

molekulární informace: •  exprese (přítomnost) proteinu – BMP2 •  exprese (aktivita) genu, resp. mRNA - Shh •  funkční data: down-regulace (odstřelení) konkrétní signalizace

(Msx2-/-) = Msx2 null mice)

obr. myší farma J

Page 5: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz
Page 6: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

•  Hedgehog family: sonic hedgehog (SHH); IHH, DHH

•  BMPs: Bone Morphogenetic Proteins

•  FGFs: Fibroblast Growth Factor

•  Wnts: Wg (wingless); Int: (integration sites…)

… jeden z nejpozoruhodnějších objevů posledních let je to, že malé množství signálních molekul je využíváno stále znova a znova ve všemožných typech tkáních a v nejrůznějších kontextech u všech živočichů - viz Shh, BMPs, FGFs, Wnts etc.

Page 7: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz
Page 8: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

...obrovské množství molekulární signalizace: její "specificita"?

Page 9: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz
Page 10: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Geny "nefungují" samostatně, ale v zapojení do genetických regulačních sítí/kaskád (GRNs); není "gen pro"!

Page 11: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Ohlubinnékontinuitěinformace,patrnostianastavenímodulůvývojeaevoluce:DPM(dynamicalpatterningmodules)

Page 12: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz
Page 13: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Shh: marker epidermální morfogeneze

hedgehog: mutantní embrya drosofil byla pokrytá trnitými výrůstky až

připomínala ježka (odtud hedgehog).

U obratlovců jsou 3 homology (paralogy):

Shh, Ihh a Dhh

(a odtud sonic J

Shh: transkripční regulační protein; tzn ovlivnuje transkripci dalších proteinů; morfogen, vytváří tedy koncentrický

gradient od svého centra.

ZUB: raná fáze - růst a vývoj zubního základu; pozdějši: buněčná

diferenciace a polarizace vývoje epiteliální části zubu.

Page 14: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Epidermální morfogeneze: ve všech případech morfogenesi/evaginaci epitelu aktivuje stejný morfogen - Shh

Page 15: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz
Page 16: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Epidermální morfogeneze: Shh je aktivní v zubech i epidermálních

patrových lištách

Page 17: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz
Page 18: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Shh jako morfogen zakládá patrnost opakujících se struktur

(zuby, peří, palatální výběžky, ...)

Page 19: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Dental priming: Shh & the odontogenic band

Shh: stage 22-Rainbow Trout (O. mykiss) Fraser et al. 2006

Page 20: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Initiation of teleost Odontogenesis shh

•  shh - early dental epithelial marker

•  Identifies the odontogenic band

•  Upregulation of shh in first tooth buds

bmp-4 •  bmp-4 dental

mesenchyme marker

•  Identifies the odontogenic mesenchyme

•  Upregulation of bmp-4 in first tooth dental papilla

stage 22 stage 23 hatching

2 dph 3 dph

Fraser et al. 2006

Page 21: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz
Page 22: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz
Page 23: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz
Page 24: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

"Tooth site positioning"

Pitx2 Shh

E10.

5

Page 25: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

From patterning to odontogenesis

something happens here (switch from MA patterning to odontogenesis)

Bmp2 and Bmp7 are similar

Bmp2 Bmp7

something happens here (switch of Bmp signaling from epithelium to mesenchyme)

Page 26: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

BMPs

Page 27: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

BMP pathway in

odontogenesis

Page 28: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz
Page 29: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz
Page 30: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz
Page 31: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz
Page 32: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Komplementární a antagonistické zóny aktivity fungují modulárně a umožňují nahrazování zubů či polyfyodoncii

Page 33: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Odontogenní homeoboxový

kód: odlišné typy zubů jsou definovány molekulárním

kodem konkrétní pozice vzniku

Page 34: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Odontogenní homeoboxový

kod

Page 35: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Transformace "zubní identity" z řezáku na špičák posunem exprese BMP a FGF

Page 36: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Transformace "zubní identity" z řezáku na špičák posunem exprese BMP a FGF

Page 37: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Transformace "zubní identity" z řezáku na špičák posunem exprese BMP a FGF

Odontogenní homeoboxový

kod?!?

Page 38: Obecná a srovnávací odontologie - cuni.cz

Je tento homeobox-kod specifický pro heterodontní dentici myši, nebo má

obecnou platnost?