Ученые смоделировали природный механизм распределения волос на коже млекопитающих
Группа исследователей из Женевского университета предложила принципиально новый взгляд на эмбриональное развитие волосяного покрова. Специалисты доказали, что четкие геометрические узоры на теле животных формируются благодаря самоорганизации клеток, реагирующих на внешние химические раздражители.
Суть биологического явления
Волосяные луковицы закладываются на ранних стадиях развития организма и всегда выстраиваются в строго определенном порядке. Долгое время господствовала гипотеза о сигналах подавления, согласно которой зачаток волоса вырабатывает вещества, мешающие появлению соседей в непосредственной близости, пока кожа не растянется от роста.
Женевские биологи Афанасия Цики и Мишель Милинкович решили выяснить, можно ли объяснить эту картину более универсальными законами природы. В центре внимания исследователей оказался хемотаксис — целенаправленное движение живых клеток в сторону источника химического сигнала, схожее с миграцией клеток иммунитета к очагу воспаления. Другие свежие исследования освещает регулярная рубрика новости науки на нашем портале.
Ключевые детали исследования
- Компьютерная симуляция: математический алгоритм воссоздал контакт подвижных клеток дермы с веществами наружного эпидермиса;
- Результат симуляции: виртуальные клетки без внешних команд самостоятельно выстроились в рисунок, полностью соответствующий расположению волосяных фолликулов лабораторных мышей;
- Проверка на практике: точность расчетов подтвердилась на примере иглистых мышей Acomys dimidiatus, шерсть которых имеет строгую пространственную направленность;
- Универсальность принципа: схожий механизм самоорганизации может управлять формированием чешуи рептилий и перьев птиц;
- Научная публикация: результаты подробной работы швейцарских специалистов представлены в журнале PNAS.
Что дальше
Авторы подчеркивают, что работа сосредоточена исключительно на фундаментальных вопросах биологии развития. Полученные расчеты пока не применимы для клинической борьбы с потерей волос, однако открывают возможности для понимания того, как из простых локальных процессов природа создает сложнейшие органические структуры.
