Badacze z Uniwersytetu Genewskiego modelują wzory mieszków włosowych — ScienceDaily
Badacze z Uniwersytetu Genewskiego opracowali model matematyczny, który odtworzył powstawanie wzorów mieszków włosowych u myszy laboratoryjnych i myszy kolczastych. Praca wskazuje, że złożone geometryczne struktury skóry mogą powstawać w wyniku lokalnych interakcji komórek z sygnałami chemicznymi, podaje ScienceDaily. Wyniki opublikowano w czasopiśmie PNAS.
Komórki reagują na sygnał chemiczny
Zespół kierowany przez starszą wykładowczynię Athanasię Tsiki i profesora Michela Milinkovitcha z Wydziału Nauk Przyrodniczych UNIGE badał chemotaksję — ruch komórek w odpowiedzi na różnicę stężeń substancji chemicznych. Mechanizm ten między innymi pomaga białym krwinkom przemieszczać się do miejsc zapalenia.
W modelu naukowcy prześledzili interakcję ruchomych komórek skóry właściwej z chemicznym sygnałem naskórka, który przyciąga komórki. Zamodelowali także wzrost skóry embrionalnej. Umożliwiło to odtworzenie stopniowego pojawiania się plakod — wczesnych struktur, od których rozpoczyna się tworzenie włosów, piór i większości typów łusek.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Alternatywa dla powszechnego modelu
W przypadku myszy laboratoryjnych za główne wyjaśnienie rozmieszczenia mieszków uznawano model ekspansji-indukcji. Zgodnie z nim nowa plakoda wydziela substancję chemiczną, która hamuje rozwój innych plakod w pobliżu. W miarę wzrostu skóry poszczególne obszary oddalają się od tego wpływu, co tworzy przestrzeń dla nowych struktur.
Nowy model odtworzył u myszy tę samą sekwencję tworzenia mieszków, którą wcześniej wyjaśniano tą teorią. Następnie badacze zastosowali to podejście do myszy kolczastej Acomys dimidiatus, u której mieszki są rozmieszczone szczególnie regularnie i wykazują wyraźne ukierunkowane wyrównanie.
Parametry modelu dostosowano na podstawie trójwymiarowych obrazów skóry embrionalnej tego gatunku, uwzględniając jej właściwości biochemiczne oraz cechy wzrostu tkanek. Symulacja odtworzyła również uporządkowany wzór mieszków myszy kolczastej. Autorzy pracy doszli do wniosku, że różnice między gatunkami mogą powstawać przy wspólnym mechanizmie samoorganizacji — poprzez zmiany w interakcjach komórek, właściwościach chemicznych i wzroście skóry.
