大白鯊可望幫助人類解決無齒危機

作者 | 發布日期 2016 年 03 月 30 日 10:47 | 分類 科技教育 , 醫療科技 follow us in feedly
下載自shutterstock

說到鯊魚,你會想到什麼?是經典電影中,張著血盆大口、冷酷無情的可怕生物?還是餐桌上飽受各界批評的珍饈魚翅?鯊魚或許沒有電影情節那麼可怕,也遠比當作餐廳料理能帶給人類更大的助益。



長久以來,科學家就已發現有些魚類,如鯊魚與魟魚,在演化的某個階段,開始發展出好幾排特化的牙齒,而且可終生不斷替換再生,然而其中的相關基因運作機制卻仍然是個未解的謎團。目前已有研究成功找出控制鯊魚生成牙齒,且可終生不斷替換的基因群。這組基因使得鯊魚能夠利用一個類似輸送帶的系統,替換一排排的牙齒。

近期由薛費爾德(Sheffield)大學動植物科學系的 Gareth Fraser 博士所帶領的研究團隊,已經成功找出一組稱為齒質骨板(dental lamina)的特殊上皮細胞形成機制,而此機制正是讓鯊魚能夠終其一生不斷地長出替換牙齒的重要關鍵。人類也擁有同樣一組特化細胞,使得我們可以長出替換的牙齒。不過,我們只會形成兩組,讓我們於年幼時先長出乳齒,後來再替換成恆齒,之後,我們就不再擁有這組特化細胞。

該團隊指出,在鯊魚體內發現的這些造齒相關基因,在演化上已被保存了 4 億 5,000 萬年,而這極有可能就是脊椎動物第一次發展出牙齒的時間。有了這些造齒基因,讓從哺乳類到鯊魚的所有脊椎動物,都能夠擁有牙齒。然而,像人類這樣的哺乳類,他們透過這些基因而具備的牙齒再生能力,卻隨著時間大大地被削弱。

Gareth Fraser 博士表示,「我們都知道鯊魚是令人聞風喪膽的掠食者,而讓牠們成為獵殺高手的其中一個主要原因,正是牠口中那一排排鋒利無比且向後倒鉤的牙齒,在牠們的一生中,這些牙齒能不斷地快速再生,在舊牙因磨損而崩壞前就可完成替換。那些恐怖的大白鯊電影讓我們知道海裡危機四伏,應該時時提高警覺,不過,我們的研究卻讓我們發現,與鯊魚為伍也未嘗不好,因為治療人類缺牙問題的療法,或許可以從牠們身上獲得解答!」

經由分析貓鯊胚胎的牙齒細胞,科學家找出早期鯊魚牙齒形成階段的基因表現。他們發現這些基因參與了鯊魚牙齒的初始萌生期,而之後會再重新活化,為之後的牙齒再生做準備。此研究顯示,在演化出鯊魚這個物種的一開始,牠們的牙齒很有可能就已經可以不斷地再生,並且運用一組關鍵發育訊號傳遞途徑中的核心基因,使鯊魚演化出保有重新活化這些造齒基因的能力。未來若能進一步釐清其中的運作細節與機制,將有助於開發出人類缺牙的相關療程。

(首圖來源:shutterstock) 

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