Как установили российские ученые, форма тела, окраска и другие внешние отличительные признаки животных зачастую возникают из-за физических феноменов, которыми управляют простые математические законы.
Исследователи из Института биоорганической химии РАН вместе с коллегами из МГУ и Физического института РАН предложили несколько формул, описывающих формирование пятен, и нашли несколько генов «пятнистости» и «полосатости».
Различия в скорости движения веществ через организм порождают характерные «точки» и «полоски», распределенные по будущему телу. Схожим образом могут расти и другие структуры в теле животных и человека, в том числе и пальцы на руках и ногах у человека.
Биологи давно искали молекулы, отвечающие за пятнистость. Российские ученые назвали несколько возможных кандидатов на роль этих биологических «художников».
Ожидалось, что молекулы-«художники» будут заметно отличаться по массе и форме. На самом деле все они похожи друг на друга.
Ученые из России раскрыли секрет, обратив внимание на то, что на скорость распространения белковых молекул-«художников» влияют не только их собственные свойства, но и то, как они взаимодействуют с белковыми структурами, так называемым внеклеточным матриксом, который поддерживает клетки и управляет их миграцией во время роста зародыша.
Ученые построили математическую модель и проверили ее, проследив за тем, как белки WNT и DKK, управляющие ростом волосяных луковиц в зародышах крыс, взаимодействуют с межклеточной средой. Эти наблюдения подтвердили их гипотезу.
Выяснилось, что WNT (те самые молекулы-«художники») сильнее «сцепляется» с межклеточной средой, тогда как связи с ней DKK заметно слабее. В результате этого молекулы WNT распределялись по зародышу более точечно, порождая «лес» из будущих волосяных луковиц на поверхности кожи.
Аналогичным образом, как уточнили исследователи, возникал узор из черных пятен на теле желтого сомика-кукушки. Сейчас российские биохимики пытаются понять, как можно управлять этим процессом и как можно доказать, что именно этот механизм отвечает за появление пятен, сообщает scientificrussia.ru.
