Группа российских ученых под руководством исследователей из Института биоорганической химии объяснила механизм, благодаря которому происходит формирование сложных пятнистых узоров у животных. Оказалось, что главную роль в этом процессе играют белки-морфогены, которые с разной скоростью проникают в ткани эмбрионов. Об этом говорится в пресс-релизе, полученном редакцией «Ленты.ру».
Морфогены — соединения, которые вырабатываются конкретным участком развивающегося организма. Они распространяются диффузным путем с образованием градиентов концентраций и влияют на окружающие ткани, определяя их дальнейшее развитие. Белки-морфогены, поступающие из различных мест зародыша, приводят к формированию органов, а также определяют неравномерную окраску у таких организмов, как сом-кукушка.
Поскольку эти соединения имеют близкие размеры и одинаковую подвижность в среде, оставалось непонятным, как достигается разница между скоростями их диффузии. Последняя необходима для самоорганизации сложных (диссипативных) структур, которые, в свою очередь, определяют дифференцировку клеток.
Исследователи предположили, что морфогены с разной силой связываются с протеогликанами — белками, находящимися во внеклеточном веществе. Именно это свойство обеспечивает значительную разницу в скоростях диффузии. Математическое моделирование подтвердило эту гипотезу. С помощью него удалось объяснить формирование окраски у сома-кукушки, у которого плотность пятен уменьшается по направлению от головы к хвосту.
Результаты работы ученых опубликованы в журнале PLOS ONE.