Ученые рассказали, как отпечатки пальцев приобретают свои уникальные завитки

Международная группа ученых раскрыла процесс формирования уникальных отпечатков пальцев. В своем исследовании, опубликованном в открытом доступе в журнале Cell, группа описала развитие отпечатков пальцев у мышей и людей.

Предыдущее исследование отпечатков пальцев показало, что их цель — обеспечить дополнительный захват и повысить чувствительность. Ученые и обычные люди давно знают, что у людей они уникальны — даже у однояйцевых близнецов разные отпечатки. Почему это так, осталось загадкой. В этой новой попытке исследователи разгадали тайну.

Чтобы лучше понять, как развиваются отпечатки пальцев и почему они различаются у людей, группа отследила их формирование у эмбрионов мышей и изучила генетику их развития. Они обнаружили то, что известно как система реакции-диффузии Тьюринга.

Еще в 1950-х годах Алан Тьюринг предложил процесс развития, при котором листья растут в уникальном порядке. Он предположил, что некоторые молекулы в развивающейся системе способствуют росту клеток, в то время как другие активно препятствуют росту. В результате две силы действуют друг против друга на соседние клетки. Это привело к образованию гребней, которые привели к уникальным образованиям, таким как полосы на зебре или завитки на кончиках пальцев.

Наблюдая за появлением отпечатков пальцев на зародышах мышей (и человеческих клетках в чашке Петри), исследователи смогли увидеть, что гребни развивались и взаимодействовали друг с другом в трех разных частях кончика пальца — кончике, центре и части. ближе всего к верхнему суставу. По мере того, как разные группы клеток сталкивались друг с другом относительно их физического местоположения, появлялись узоры завитков.

Случайное расположение пальцев в матке, когда клетки сталкиваются друг с другом, образуя гребни, делает узоры такими случайными. И именно поэтому даже у однояйцевых близнецов разные отпечатки. Команда также обнаружила, что начальные стадии развития отпечатков пальцев были почти идентичны стадиям развития волосяных фолликулов. Единственная разница заключалась в том, что в случае с волосяными фолликулами в процесс вовлекались клетки, находящиеся глубже под поверхностью кожи.