Genmutation führt zu fehlenden Zähnen

Genmutation führt zu fehlenden Zähnen
Genmutation führt zu fehlenden Zähnen
Anonim

Etwa 20 Prozent der Bevölkerung werden von Geburt an nicht in der Lage sein, ein vollständiges Gebiss zu entwickeln. Obwohl die zugrunde liegenden Ursachen größtenteils unbekannt sind, wurde bei Mitgliedern einer Familie in Houston, Texas, denen hauptsächlich ihre ersten und zweiten Backenzähne fehlen, eine Mutation in einem Gen namens PAX9 gefunden. Dies ist der erste Bericht über eine menschliche Erkrankung, die mit PAX9 in Verbindung steht, einem Gen aus einer Familie von „Master“-Genen, die dabei helfen, die Körperform und Organbildung während der Embryonalentwicklung zu bestimmen. Diese Entdeckung ist ein wichtiger Beitrag zum Verständnis der Genetik der menschlichen Zahnentwicklung und bringt die Wissenschaftler der Nachahmung des Prozesses eines Tages einen Schritt näher.

Wissenschaftler der University of Texas-Houston Dental Branch und des Baylor College of Medicine entdeckten die PAX9-Mutation in einer Familie, in der angeboren fehlende Backenzähne bei Mitgliedern von drei Generationen dokumentiert wurden. Der in der Januarausgabe von Nature Genetics veröffentlichte Befund wurde vom National Institute of Dental and Craniofacial Research unterstützt.

Die Entdeckung der PAX9-Mutation begann mit Dr. Rena D'Souza, einer außerordentlichen Professorin für Kieferorthopädie, die ihre Studenten anwies, bei ihren Patienten nach Mustern fehlender Zähne zu suchen. Eine dieser Studentinnen, Co-Autorin Monica Goldenberg, beobachtete, dass einem 13-jährigen Jungen 14 bleibende Zähne fehlten. Weitere Untersuchungen ergaben, dass der Vater und zwei Brüder einen ähnlichen Zustand hatten, und von 43 Familienmitgliedern wurde bei 21 festgestellt, dass sie angeboren fehlende Backenzähne hatten.

"Dies ist ein Beispiel für eine kluge klinische Beobachtung, die ein klassisches Muster der autosomal-dominanten Vererbung enthüllt, bei dem Nachkommen beider Geschlechter eine 50:50-Chance haben, ein mutiertes Gen und die damit verbundene Störung zu erben", sagte Dr.D'Souza. „Von da an ging es darum, die Techniken der molekularen Epidemiologie und der DNA-Analyse anzuwenden, um das Gen zu identifizieren.“Indem sie das Vererbungsmuster bekannter DNA-Marker bei betroffenen Familienmitgliedern verfolgten, verfolgten D'Souza und die Mitarbeiter von Baylor das verantwortliche Gen bis zu einer schmalen Region von Chromosom 14, der gleichen Region, die PAX9 enthielt. Eine detaillierte Analyse von PAX9 ergab ein zusätzliches Nukleotid im Gen, eine Mutation, die die Gentranslation unterbrechen und ein kleineres als das normale PAX9-Protein produzieren würde.

"PAX9 wurde aufgrund dessen, was wir aus Tierversuchen wussten, zu einem offensichtlichen 'Kandidaten'-Gen für die fehlenden Zähne", sagte D'Souza. Mäuse, bei denen das PAX9-Gen absichtlich ausgelöscht wurde, haben Defekte an den Gliedmaßen, bestimmten Drüsen wie der Thymusdrüse und es fehlen ihnen Zähne. Diesen „Knockout“-Mäusen fehlen beide Kopien von PAX9 (eine Kopie wird von jedem Elternteil geerbt). Betroffene Mitglieder der Houston-Familie haben jedoch eine normale und eine mutierte Kopie und keine nachweisbaren Anomalien außer dem Fehlen bestimmter bleibender Zähne.Alle Milchzähne haben sich normal entwickelt.

Wie sich die PAX9-Mutation genau auf die Entwicklung bestimmter Zähne auswirkt, wird Gegenstand vieler zukünftiger Forschungen sein. PAX9 ist eines der Gene, das früh in der Zahnentwicklung aktiviert wird und durch die Produktion eines DNA-bindenden Proteins funktioniert, das die Aktivität anderer Gene steuert. D'Souza spekuliert, dass die Auswirkungen der Mutation in der Houston-Familie bedeuten könnten, dass es einfach nicht genug aktives PAX9-Protein gibt, um die Entwicklung aller Arten von Zähnen abzuschließen. Die Milchzähne und die vorderen bleibenden Zähne können sich bilden, da sie nicht so viel PAX9 benötigen wie die komplexeren Zähne im hinteren Teil des Mundes. "So wie es einen genetischen Code für den gesamten Körper gibt, kann jede Zahnfamilie, wie Schneidezähne, Eckzähne und Backenzähne, einen einzigartigen Code haben, der die Entwicklung steuert", sagte D'Souza.

Arbeiten mit Dr. D'Souza und Goldenberg waren Dr. Marion Messersmith von der University of Texas im Houston He alth Science Center und die Gruppe, die die Genanalyse durchführte – Dr.Parimal Das, David Stockton und Pragna Patel vom Baylor College of Medicine in Houston. Die Studie wurde vom National Institute of Dental and Craniofacial Research unterstützt, einem der bundesstaatlichen National Institutes of He alth in Bethesda, Maryland.

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