Colocation and role of polyphosphates and alkaline phosphatase in apatite biomineralization of elasmobranch tesserae
Notice bibliographique
Résumé
Elasmobranchs (e.g. sharks and rays), like all fishes, grow continuously throughout life. Unlike other vertebrates, their skeletons are primarily cartilaginous, comprising a hyaline cartilage-like core, stiffened by a thin outer array of mineralized, abutting and interconnected tiles called tesserae. Tesserae bear active mineralization fronts at all margins and the tesseral layer is thin enough to section without decalcifying, making this a tractable but largely unexamined system for investigating controlled apatite mineralization, while also offering a potential analog for endochondral ossification. The chemical mechanism for tesserae mineralization has not been described, but has been previously attributed to spherical precursors, and alkaline phosphatase (ALP) activity. Here, we use a variety of techniques to elucidate the involvement of phosphorus-containing precursors in the formation of tesserae at their mineralization fronts. Using Raman spectroscopy, fluorescence microscopy and histological methods, we demonstrate that ALP activity is located with inorganic phosphate polymers (polyP) at the tessera-uncalcified cartilage interface, suggesting a potential mechanism for regulated mineralization: inorganic phosphate (Pi) can be cleaved from polyP by ALP, thus making Pi locally available for apatite biomineralization. The application of exogenous ALP to tissue cross-sections resulted in the disappearance of polyP and the appearance of Pi in uncalcified cartilage adjacent to mineralization fronts. We propose that elasmobranch skeletal cells control apatite biomineralization by biochemically controlling polyP and ALP production, placement and activity. Previous identification of polyP and ALP shown previously in mammalian calcifying cartilage supports the hypothesis that this mechanism may be a general regulating feature in the mineralization of vertebrate skeletons.
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Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».