Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von außerordentlichem Professor Masayoshi Tokita erforschte die molekularen Grundlagen, die die Vielfalt der Amniotenschädelmorphologie hervorbringen, und verwendete dabei Embryonen mehrerer Amniotenarten als Materialien.
Ihre Studie legt nahe, dass die Vielfalt der Amniotenschädelmorphologie durch räumlich-zeitliche Unterschiede in der Expression von drei osteogenen Genen, Msx2, Runx2 und Sp7, verursacht werden könnte.
Der Befund liefert eine Grundlage für das Verständnis, wie sich die Schädelmorphologie bei Amnioten, der ersten Wirbeltierlinie, die vollständig an Land übersiedelte, einschließlich des Menschen, verändert hat. Darüber hinaus könnten die Ergebnisse Hinweise für die Entwicklung von Behandlungen für angeborene Krankheiten liefern, die zu Anomalien in der menschlichen Schädelmorphologie führen. Die Ergebnisse dieser Forschung sind gemeldet In Wissenschaftliche Fortschritte.
Amniotenschädel haben eine oder mehrere von Knochen umgebene Öffnungen hinter der Augenhöhle (Schläfenregion), die als Schläfenfenster bezeichnet werden. Amniotenschädel werden in drei Zustände eingeteilt: Anapsid, Synapsid und Diapsid, abhängig von der Anzahl der Schläfenbögen, die die ventrale Seite der Schläfenfenster begrenzen.
In dieser Studie wurden die Expressionsmuster der osteogenen Gene Msx2, Runx2 und Sp7 während der embryonalen Schädelbildung von sechs Reptilienarten (drei Schildkrötenarten, zwei Schlangenarten und eine Krokodilart), zwei Vogelarten und zwei Säugetierarten untersucht . Im Schläfenbereich von Reptilien- und Vogelembryonen wurde Msx2 weit verbreitet exprimiert.
Die Expressionsdomäne von Runx2 war in der Schläfenregion von Schildkrötenembryonen weit verbreitet, während sie bei Reptilien und Vögeln, die keine Schildkröten waren, auf die Region beschränkt war, mit Ausnahme der Domäne, in der später die Schläfenfenster auftraten
Im Schläfenbereich von Reptilien- und Vogelembryonen wurde Sp7 regional in dem Bereich exprimiert, in dem später die Knochen gebildet werden. Sein Ausdrucksmuster variierte je nach Art. Im Schläfenbereich von Säugetierembryonen wurden Msx2, Runx2 und Sp7 regional in der Domäne exprimiert, in der die Knochen gebildet wurden.
Diese Studie legt nahe, dass die Vielfalt der Morphologie des Amniotenschädels durch räumlich-zeitliche Unterschiede in den Expressionsmustern von Msx2, Runx2 und Sp7 verursacht werden könnte.
Mehr Informationen:
Hiromu Sato et al.: Die Entwicklung des Schildkrötenschädels enthüllt eine molekulare Grundlage für die kraniale Diversität von Amnioten. Wissenschaftliche Fortschritte (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adi6765
Zur Verfügung gestellt von der Toho University