Sabbatical Ann Huysseune: Een nieuw paradigma voor de vorming van faryngeale tanden?

Hypothesen over de evolutionaire oorsprong van het gebit van gewervelden zijn grotendeels gebaseerd op de ontwikkelingsbiologische herkomst van tanden (of ze van endodermale dan wel van ectodermale oorsprong zijn). Als uitvloeisel van onze 'modified outside in'-hypothese (Huysseune et al., 2009), suggereer ik dat de ontwikkeling van faryngeale tanden (zogenaamd van endodermale oorsprong) bij Teleostei een bijdrage, of signalering, vereist van het ectoderm. Met behulp van de teleoste vis Danio rerio (zebravis) hebben we recent aangetoond dat de faryngeale tanden afkomstig zijn van het mediale endoderm aan de achterrand van het zesde paar kieuwspleten. Echter, de morfogenese van het epitheel begint pas nadat de kieuwzak (toekomstige kieuwspleet) contact heeft gemaakt met het ectoderm, en steeds pas nadat een laagje periderm-achtige cellen het tandvormend endodermale epitheel heeft bedekt. Periderm is een extra-embryonale laag die zich tijdens de gastrulatie over het embryo verspreidt en het ectoderm van de huid bedekt. Deze onderzoekssabbatical is bedoeld om twee vragen te beantwoorden, die fundamenteel zijn voor de evolutionaire ontwikkelingsgeschiedenis van het gebit. (1) Kunnen we het signaal identificeren aan het contactvlak tussen kieuwzak en ectoderm dat het mogelijk maakt om de tandinitiatie in het endoderm te starten? Deze vraag zal worden benaderd door het bestuderen van knock-out mutanten van zebravis in samenwerking met Prof. Z. Gao (Wuhan, China). (2) Is de deelname van periderm- en/of periderm-achtige cellen in de aflijning van de farynx, en vervolgens in de tandvorming, een geëvolueerd kenmerk eigen aan Teleostei, of is het gemeenschappelijk voor alle Actinopterygii en misschien diep geworteld in de evolutie van Gnathostomata? Om deze vraag te beantwoorden zal ik een reeks van embryonale stadia onderzoeken van basale niet-teleoste Actinopterygii, zeldzaam materiaal alleen verkrijgbaar in het labo van Prof. R. Cerny (Praag, Tsjechië). Samen zullen mijn observaties licht werpen op de mogelijke rol van ectoderm en extra-embryonale weefsels in de vorming van tanden en zullen ze bijdragen een antwoord te krijgen op de vraag naar de evolutionaire oorsprong van tanden. Deze nieuwe kennis kan mogelijk op verschillende vlakken een paradigmaverschuiving veroorzaken.