Helsingin yliopiston biotekniikan instituutin tutkimusryhmä on kehittänyt matemaattisen tietokonemallin, joka valottaa populaatiotason muuntelua hampaiden syntymisessä. Hampaan muodon kehitystä kuvaava malli on jälleen yksi askel kohti hampaiden ja muiden elinten kasvattamista.
Akatemiaprofessori Jukka Jernvall on ryhmineen tutkinut nisäkkäiden hampaiden evolutiivista kehitystä. Tutkimusryhmä on käyttänyt hampaita eräänlaisena "mallilajina", joten tutkimustulokset kertovat myös muiden eliöiden kehitysvaiheista.
Ryhmä on selvittänyt hampaiden kehitystä yli 15 vuoden ajan ja nyt tietoja on saatu kerättyä niin paljon, että hampaiden valmistuskaavan pääpiirteet alkavat olla selvillä. Tutkimusten pohjalta perimän, kehityksen ja ilmiasun yhteys alkaa selvitä. Tietojen pohjalta rakennettu matemaattinen tietokonemalli osoittaa, että hampaiden kehityksen säätely tunnetaan jo hyvin. Mallin mukaan hampaiden erilaistumiseen johtavan monimutkaisen geenipalapelin taustalla näyttää olevan lopulta melko yksinkertainen peruskaava.
Tutkijoiden mukaan geeniverkoissa on olemassa hampaiden rakentumista säätelevä ydin ja samaan populaatioon kuuluvien yksilöiden hammaskalustojen väliset eroavaisuudet saattavat riippua vain yhdestä tai kahdesta geenistä. Myös ihmisen hampaiden muodon vaihtelu etuhampaista poskihampaisiin voi johtua vain yhdestä solujen jakautumista säätelevästä tekijästä.
Tutkijat testasivat kehittämäänsä teoreettista mallia laatokannorppien hampailla. Luonnontieteellisen keskusmuseon laatokannorppakokoelma tarjosi tutkimuksen kannalta ihanteellisen yhtenäisen populaation. Hylkeen hampaat soveltuivat erityisen hyvin tutkimusmateriaaliksi, sillä hylkeiden hampaat vaihtelevat yksilöiden välillä poikkeuksellisen paljon.
Tutkijaryhmän rakentama hampaan muodon kehitystä kuvaava malli voi tarjota uudenlaisen ymmärryksen eliöiden kolmiulotteisten muotojen rakentumisesta. Geneettisiä mekanismeja selkeyttävä malli voi edistää osaltaan uusien elimien kasvatusta. Kysymyksiä on silti vielä monia ja selvitettävänä on muun muassa, miten yksilönkehityksen eri tasot toimivat yhdessä ja mitkä tekijät ohjaavat tiettyjen ulkoisten piirteiden syntyä.
Lähde: Helsingin yliopiston tiedote 9.3.2010 ”Hampaiden valmistuskaava pian selvillä” ja Salazar-Ciudad I, Jernvall J. A computational model of teeth and the developmental origins of morphological variation. Nature. 2010 Mar 10. [Epub ahead of print]
Annika Nissinen, Suomen Hammaslääkärilehti 5/2010
