FOXI3-Gen beeinflusst die Höckerbildung der Backenzähne von Nackthunden

(14.07.2017) Nackthunde unterscheiden sich von anderen Hunden nicht nur durch das fehlende Fell, sondern auch hinsichtlich der Anzahl und Beschaffenheit ihrer Zähne.


Backenzähne im Unterkiefer (a) eines behaarten Hundes und (b) eines Nackthundes. Die mit (m), (e) und (hy) bezeichneten Höcker sind beim behaarten Tier vorhanden, fehlen aber beim Nackthund.
Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben die Schädel und Zähne von haarlosen Rassehunden aus der Sammlung des Phyletischen Museums der Universität Jena untersucht und belegt, dass das Gen FOXI3 an der Entwicklung der Zähne beteiligt ist – nicht nur bei Nackthunden, sondern möglicherweise auch bei anderen Säugetieren, inklusive des Menschen.

Ihre Ergebnisse stellen die Forscher in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Scientific Reports“ vor.

Nackthunde wie der Chinesische Schopfhund oder der Mexikanische Nackthund gehören zu den ältesten Hunderassen weltweit und sind bereits den großen Naturforschern Carl von Linné und Charles Darwin aufgefallen.

Auslöser für das diesen Rassen fehlende Haarkleid ist eine Mutation des Forkhead Box I3-Gens (FOXI3), das zu einer Genfamilie für Transkriptionsfaktoren gehört und auch an der Entwicklung der Zähne beteiligt ist.

Ein Team um Kornelius Kupczik vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie und Martin S. Fischer von der Friedrich-Schiller-Universität hat nun anhand einer historischen Schädelsammlung von nachweislich nackten und behaarten Hunden herausgefunden, dass bei den haarlosen Tieren nahezu alle Ersatzzähne (d. h. Schneide- und Eckzähne sowie vordere Backenzähne) fehlten, die Molaren (Zuwachszähne) aber vorhanden waren. Auffällig war auch, dass auf den Milchprämolaren und Molaren der Nackthunde bestimmte zungenseitige Zahnhöcker nicht ausgebildet waren.


Historisches Foto der Museumsvitrine mit Dermoplastiken aus der Nackthundstudie. Oben: weiblicher behaarter Hund (l.) und männlicher haarloser Hund; darunter ihre Nachkommen (F1- und F2-Generation).
Die Forscher wiesen zudem an DNA-Proben dieser über 100 Jahre alten Hundeschädel aus der Sammlung des Phyletischen Museums in Jena nach, dass dieser morphologische Befund mit einer Mutation des FOXI3-Gens einhergeht.

Die noch erhaltenen originalen Schädel und Dermoplastiken von Nackthunden gehen auf den früheren Direktor des Phyletischen Museums Ludwig Plate zurück, der Anfang des 20. Jahrhunderts ein Kreuzungsexperiment zwischen haarlosen und behaarten Hunden unternommen und darüber einen Aufsatz „Über Nackthunde und Kreuzungen von Ceylon-Nackthund und Dackel“ schrieb.

Dabei stellte er fest, dass den haarlosen Individuen ein Teil der Bezahnung fehlte. „Welchen immensen Wert wissenschaftliche Sammlungen für die Forschung haben, konnten wir mit unserer Studie eindrucksvoll zeigen“, sagt Fischer.

Interessanterweise besitzen auch einige wildlebende Vertreter der Hundeartigen ähnliche Molaren wie die Nackthunde. Auch die Molaren des Menschen und der Menschenaffen weisen eine variable Ausbildung der zungenseitigen Zahnhöcker auf.

Die Leipziger und Jenaer Wissenschaftler gehen daher davon aus, dass FOXI3 eventuell eine größere Bedeutung in der Entwicklung der Zähne der Säugetiere zugemessen werden sollte.

„Es ist gut möglich, dass dieses Gen auch bei evolutiven Veränderungen der Zahnmorphologie des Menschen eine Rolle gespielt haben könnte“, sagt Kupczik.

Publikation

Kupczik K et al. The dental phenotype of hairless dogs with FOXI3 haploinsufficiency, Scientific Reports 2017, DOI: 10.1038/s41598-017-05764-5, http://www.nature.com/articles/s41598-017-05764-5



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