Pax9: El gen detrás de los dientes faltantes
Descubre cómo Pax9 afecta el crecimiento y desarrollo de los dientes en peces cebra y en humanos.
Sandhya Paudel, Sarah McLeod, Stefani Gjorcheska, Lindsey Barske
― 8 minilectura
Tabla de contenidos
- ¿Qué es la Oligodoncia?
- El Papel de Pax9
- Peces Cebra: El Pez que Perdió sus Dientes
- El Misterio de Pax9 en los Peces Cebra
- La Búsqueda de Huesos y Barbillas Faltantes
- Desglosando el Desarrollo Esquelético
- El Papel de los Genes en el Desarrollo
- No Todos los Peces Son Iguales
- Lecciones de la Evolución
- Técnicas de Investigación Genial
- ¿Qué Sigue para la Investigación de Pax9?
- Conclusión
- Fuente original
Érase una vez en el mundo de la genética, había un factor de transcripción llamado Pax9. Este pequeño juega un gran papel en cómo se desarrollan los dientes y otras partes de nuestra boca. Pero, resulta que Pax9 también puede ser un poco problemático cuando se trata de la pérdida de dientes, especialmente en peces cebra y humanos.
Este artículo te llevará a un viaje por el fascinante mundo de Pax9, los dientes y algunos peces cebra realmente peculiares. ¡No te preocupes, lo mantendremos simple e incluso te lanzaremos algunos datos divertidos en el camino!
¿Qué es la Oligodoncia?
La oligodoncia es un término fancy para cuando alguien le falta seis o más dientes permanentes. ¡Imagínate tratando de morder un delicioso filete con solo la mitad de tus dientes! Es un verdadero desafío. Esta condición puede estar relacionada con varias mutaciones genéticas, incluidas aquellas que afectan el gen Pax9.
Cuando ocurren ciertas mutaciones, como aquellas que hacen que la proteína Pax9 no funcione correctamente, a veces las personas terminan con sonrisas con huecos donde deberían estar los dientes.
El Papel de Pax9
Entonces, ¿qué hace exactamente Pax9? Este factor de transcripción está involucrado en el proceso de desarrollo dental. Piénsalo como el director de una orquesta, asegurándose de que todos los genes correctos hagan su parte cuando se trata de formar dientes.
Pax9 ayuda a formar los brotes dentales, que son las etapas más tempranas de los dientes. Con más de sesenta variantes diferentes que conducen a problemas con Pax9, no es sorprendente que las personas con estas mutaciones pueden perder muchos dientes.
Ahora, conozcamos a nuestro amigo el Pez cebra, un pez que también ha demostrado tener algunas conexiones interesantes con Pax9 y el desarrollo dental.
Peces Cebra: El Pez que Perdió sus Dientes
Los peces cebra, esos peces que a menudo se encuentran nadando en laboratorios, tienen una historia fascinante. Pertenecen a un grupo de peces que perdieron sus dientes hace millones de años. ¡Sí, leíste bien! Mientras que la mayoría de los peces tienen la boca llena de dientes, el pez cebra decidió tomar un camino diferente. Sin embargo, todavía tienen a Pax9 rondando en sus genomas.
Aunque los peces cebra no tienen dientes en sus bocas como los humanos, todavía tienen algunas estructuras similares a dientes en la parte trasera de sus bocas. Estas estructuras se llaman dientes faríngeos. Es como si no pudieran desprenderse completamente de la idea de los dientes.
El Misterio de Pax9 en los Peces Cebra
Los investigadores han encontrado que, aunque Pax9 en los peces cebra está activo, no conduce a un desarrollo dental significativo. Esto plantea algunas preguntas. ¿Por qué Pax9 sigue ahí si no ha ayudado a los peces cebra a desarrollar un conjunto adecuado de dientes? Una posible respuesta podría estar en el hecho de que Pax9 puede haber evolucionado para cumplir otros propósitos con el tiempo.
En los peces cebra, Pax9 se expresa en varias áreas alrededor de la boca, lo que sugiere que aún juega un papel en el desarrollo de otras estructuras, incluso si ya no contribuye directamente a los dientes. ¡Aquí es donde las cosas se ponen aún más interesantes!
La Búsqueda de Huesos y Barbillas Faltantes
Además de no tener dientes, los mutantes de peces cebra que carecen de Pax9 también tienen problemas Esqueléticos serios. Cuando los científicos examinaron los esqueletos de estos mutantes, encontraron que muchos huesos se formaron de manera inadecuada o no se formaron en absoluto. Imagina un pez con una mandíbula torcida y huesos faltantes; es un poco triste y un poco gracioso imaginarlo.
Una característica notable que parece faltarle a los peces cebra mutantes de Pax9 son las barbillas nasales y maxilares. Las barbillas son esas estructuras adorables, similares a los bigotes, que algunos peces tienen y que les ayudan a sentir su entorno. Sin Pax9, los peces cebra se pierden completamente de estos apéndices sensoriales.
Desglosando el Desarrollo Esquelético
A medida que los investigadores estudiaron los huesos de los mutantes de Pax9, notaron algo extraño. La maxila (el hueso que forma la mandíbula superior) y la premaxila (el hueso que forma la parte de la mandíbula donde estarían los dientes frontales) estaban ausentes o sólo parcialmente formadas. ¡Es como intentar construir una casa sin ventanas – simplemente no va a funcionar!
Curiosamente, a pesar de todos estos problemas esqueléticos, los mutantes de Pax9 aún pueden masticar su comida. Parece que sus otras conexiones esqueléticas y músculos funcionan lo suficientemente bien para que puedan alimentarse de manera efectiva, incluso si se ven un poco diferentes al hacerlo.
El Papel de los Genes en el Desarrollo
Entender por qué algunos huesos y estructuras no se desarrollan correctamente puede ser complicado. Hay muchos genes y señales en juego. En los peces cebra, Pax9 interactúa con otros genes para ayudar a dar forma al desarrollo de sus bocas y mandíbulas.
Cuando los científicos exploraron las conexiones entre Pax9 y estos otros genes, encontraron que Pax9 debe trabajar junto a varios jugadores clave como las vías de señalización Wnt que son esenciales para el crecimiento y desarrollo óseo adecuado. Es como un juego de trabajo en equipo donde cada jugador tiene que hacer su parte.
No Todos los Peces Son Iguales
Ahora, es esencial notar que no todos los peces comparten la misma historia genética. Mientras que los peces cebra pueden haber perdido la habilidad de crecer dientes con el tiempo, otras especies de peces aún tienen conjuntos de dientes saludables. Esto sugiere que Pax9 tiene diferentes funciones dependiendo del pez en cuestión.
De hecho, cuando los investigadores analizaron Pax9 en otras especies de peces que tienen dientes, encontraron que los impactos de las mutaciones de Pax9 eran bastante diferentes. Esto resalta la variabilidad en cómo los genes pueden influir en el desarrollo entre diferentes especies.
Lecciones de la Evolución
A medida que los científicos se sumergen más en entender Pax9, también están armando la historia de la evolución. La presencia de Pax9 en varias especies sugiere que originalmente pudo haber ayudado en el desarrollo dental. Sin embargo, a medida que ciertas especies evolucionaron, Pax9 se adaptó para cumplir diversos propósitos más allá de los dientes.
En los mamíferos, Pax9 juega un papel crucial en la formación de dientes, mientras que en los peces cebra, ha cambiado su enfoque para apoyar el desarrollo de otras estructuras relacionadas con la boca. ¡Es una historia de adaptación y cambio, como ver a un pez evolucionar de un depredador dentado a una criatura más aerodinámica!
Técnicas de Investigación Genial
Para entender mejor el papel de Pax9, los investigadores emplearon varias técnicas, incluyendo manipulación genética y métodos de imagen. Al crear peces cebra mutantes y observar cómo se desarrollan, los científicos pueden obtener información crítica sobre lo que sale mal cuando Pax9 no funciona correctamente.
Usando colores brillantes y técnicas fluorescentes, los científicos pueden incluso visualizar diferentes tipos de células a medida que crecen y se desarrollan. Piénsalo como ponerte un par de gafas especiales que permiten a los investigadores ver cómo los genes están en acción.
¿Qué Sigue para la Investigación de Pax9?
A medida que el mundo de la genética evoluciona rápidamente, todavía hay mucho más por aprender sobre Pax9 y su papel en el desarrollo dental. Los investigadores están ansiosos por descubrir más sobre cómo funciona este interesante factor de transcripción en diferentes especies y qué otras funcionalidades podría tener.
Mientras tanto, el viaje de Pax9 inspirará muchos más estudios, discusiones y tal vez incluso unas cuantas risas sobre las peculiaridades de los peces cebra y sus dientes faltantes y esqueletos extraños.
Conclusión
Entonces, ¿cuál es la conclusión de esta profunda inmersión en Pax9 y la genética de los peces cebra? Aunque Pax9 puede haber perdido su trabajo principal en el desarrollo de dientes en los peces cebra, aún juega un papel significativo en dar forma a otras estructuras alrededor de la boca. Esta historia destaca la naturaleza dinámica de la evolución y el fascinante mundo de la genética.
A medida que continuamos explorando los misterios de los genes, ¿quién sabe qué otras sorpresas esperan en el vasto océano de la investigación biológica? Una cosa es segura: la historia de Pax9 no es en absoluto aburrida. Y mientras los peces cebra pueden no estar ganando ninguna sonrisa dentada, al menos tienen carácter.
Ahora, la próxima vez que veas un pez nadando, quizás pienses en sus peculiaridades genéticas y en el increíble viaje que lo llevó a ser lo que es hoy, ¡incluso si no tiene la habilidad de crecer un conjunto completo de dientes!
Fuente original
Título: Midfacial retrusion and loss of facial appendages caused by mutation of Pax9 in zebrafish
Resumen: Loss of dentition has occurred repeatedly throughout vertebrate evolution. Cyprinid fish, including zebrafish, form teeth only deep within the pharynx, not on their oral jaws. However, zebrafish still robustly express transcription factors associated with mammalian tooth development in the neural crest-derived mesenchyme surrounding the mouth. We investigated whether this expression is vestigial or whether these factors contribute to the formation of non-tooth mesenchymal structures in the oral region, using Pax9 as a test case. Zebrafish homozygous for two different pax9 mutant alleles develop the normal complement of pharyngeal teeth but fail to form the premaxilla bone, most of the maxilla, and nasal and maxillary barbels. Lack of most of the upper jaw complex does not preclude effective feeding in the laboratory environment. We observed a significant deficit of sp7:EGFP+ osteoblasts and adjacent alx4a:DsRed+ condensing mesenchyme where the maxilla forms, and no accumulation of either in the premaxillary domain. These phenotypes are not presaged by major disruptions in early facial patterning, Wnt signaling, proliferation, or cell death; however, loss of a small population of Wnt-responsive cells around the maxilla correlates with its stalled growth in mutants. We conclude that Pax9 is not unequivocally required for all vertebrate tooth development, but instead may be broadly involved in the development of a variety of organs forming through mesenchymal condensation around the mouth.
Autores: Sandhya Paudel, Sarah McLeod, Stefani Gjorcheska, Lindsey Barske
Última actualización: 2024-12-13 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.12.628204
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.12.628204.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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