L’Olegnathus punctatus (O. punctatus) est une espèce d’aquaculture marine d’importance économique. Il possède un phénotype de dent distinct en forme de bec, ce qui lui permet de se nourrir d’aliments à carapace dure tels que les huîtres et les oursins.
Les dents de la mâchoire d’ O. punctatus sont fusionnées avec les os de la mâchoire supérieure et inférieure, formant une structure dentaire robuste en forme de bec en forme de perroquet, avec des espaces entre les dents remplis de matériau calcifié. Leurs dents de guérison en forme de bec sont un type spécial de dents de la mâchoire qui peuvent repousser après l’usure.
Comment ces dents uniques en forme de bec sont-elles disposées et fusionnées ? Quels sont les mécanismes de régulation de leur développement ? Maintenant, une équipe de recherche dirigée par le professeur Li Jun de l’Institut d’océanologie de l’Académie chinoise des sciences (IOCAS) a rapporté ses dernières découvertes sur le modèle de développement et le mécanisme de régulation du remplacement continu des dents en forme de bec chez O. punctatus. L’étude a été publiée dans le Journal international des macromolécules biologiques.
Les chercheurs ont systématiquement étudié les caractéristiques de développement des dents en forme de bec de type cicatrisant chez O. punctatus. Pour la première fois, un schéma d’arrangement « imbriqué » des dents cicatrisantes chez O. punctatus a été découvert, avec une formule dentaire (4, 15–16, 10–1). Les principaux moments de développement des dents en forme de bec ont été déterminés (28 jours, initiation de la germination des dents primaires ; 40 jours, apparition des dents de remplacement et début de la fusion dentaire ; 45 jours, début de l’ossification ; 50 jours, fin de la cicatrisation) .
De plus, un total de 11 gènes clés (bmp2, bmpr2, smad1, wnt5a, msx, axin2, fgfr1a, fgfr2, pitx2, ptch1, cyp27a1) étroitement associés au développement des dents en forme de bec ont été identifiés, ainsi que des voies de régulation cruciales. (Wnt, BMP, FGF, SHH).
Ces gènes et voies régulent en collaboration l’interaction entre l’épithélium dentaire et le mésenchyme pendant les étapes de pré-fusion, de fusion et de post-fusion de la fusion dentaire, favorisant une prolifération et une différenciation soutenues des cellules formant l’émail et des odontoblastes.
Les chercheurs ont découvert que le gène cyp27a1, étroitement associé au métabolisme de la vitamine D et à l’accumulation de calcium, est localisé dans la mâchoire supérieure et la base des dents en forme de bec d’O. punctatus.
« Pendant la phase de cicatrisation rapide des dents, il accélère son expression, favorisant le métabolisme de la vitamine D, régulant ainsi la différenciation des cellules au sein du bourgeon dentaire, ainsi que la minéralisation de l’émail et de la dentine dans les dents d’O. punctatus. Cela fournit un base de calcium pour la cicatrisation et le développement des dents en forme de bec », a déclaré Yuting Ma, premier auteur de l’étude.
« L’étude dévoile les mécanismes de régulation du développement des dents cicatrisantes en forme de bec », a déclaré le Dr Xiao Yongshuang, auteur correspondant de l’étude. « Il fournit un nouveau modèle pour une compréhension plus approfondie du développement dentaire des poissons et de l’évolution adaptative. »
Plus d’information:
Yuting Ma et al, Caractéristiques morphologiques de la dent en forme de bec dans la mâchoire tachetée (Oplegnathus punctatus) et mécanismes de régulation du développement dentaire par les voies de signalisation Wnt, BMP, FGF et SHH, Journal international des macromolécules biologiques (2023). DOI : 10.1016/j.ijbiomac.2023.126188