Ученые из Университета Южной Калифорнии обнаружили небольшой участок белка амелобластина, который играет важную роль в формировании правильной структуры зубной эмали. Эксперименты на генетически модифицированных мышах показали: без этого участка эмаль может достигать почти нормальной толщины, но теряет характерную внутреннюю архитектуру и значительно хуже минерализуется. Результаты исследования опубликованы в International Journal of Oral Science.
Эмаль — самая твердая ткань человеческого организма. На первый взгляд она представляет собой гладкую поверхность, однако под микроскопом имеет сложную упорядоченную структуру, состоящую из эмалевых призм и межпризматического вещества. Ее формируют вытянутые клетки — амелобласты, которые по мере развития эмали приобретают строго определенную форму и полярность. До сих пор ученым было не вполне понятно, какой молекулярный механизм помогает этим клеткам правильно ориентироваться и организовывать создаваемую ими ткань.
Профессор Университета Южной Калифорнии Джанет Морадиан-Олдак и ее коллеги сосредоточились на амелобластине (Ambn) — втором по распространенности белке внеклеточного матрикса развивающейся эмали. Исследователи изучили небольшой участок этого белка, образующий амфифильную спираль и способный взаимодействовать с клеточными мембранами. Из 11 аминокислот этого участка девять одинаковы у мышей, свиней и человека, что указывает на его эволюционную консервативность.
С помощью технологии CRISPR-Cas9 ученые создали мышей, у которых удалили гидрофобные аминокислоты в этом участке амелобластина. Дополнительные эксперименты показали, что мутация не разрушила сам белок: измененный амелобластин по-прежнему мог самостоятельно объединяться в структуры. Однако его способность взаимодействовать с клетками линии амелобластов значительно снизилась.
Ученые также обнаружили изменения в нескольких сигнальных путях, включая Wnt, TGF-β и RhoA-ROCK, которые могут участвовать в регулировании полярности клеток и организации тканей. Даже у мышей, имевших только одну измененную копию гена, наблюдались нарушения архитектуры эмали и полярности клеток, хотя ее минеральная плотность оставалась нормальной.
Следите за NEWS.am Medicine на Facebook и Twitter