Как формируются уникальные узоры отпечатков пальцев

Международная группа учёных выяснила процесс формирования уникальных отпечатков пальцев. Исследование, опубликованное в открытом доступе в журнале Cell, было посвящено изучению развития отпечатков у мышей и людей.

Известно, что отпечатки пальцев обеспечивают лучшее сцепление и повышают чувствительность. Даже у однояйцевых близнецов они уникальны, но причина этого долгое время оставалась загадкой.

Чтобы понять механизм, исследователи проследили формирование отпечатков у эмбрионов мышей и изучили лежащую в основе генетику. Они обнаружили работу системы, известной как реакционно-диффузионная система Тьюринга.

В 1950-х годах Алан Тьюринг предложил модель развития, объясняющую уникальное расположение листьев на растениях. Согласно ей, одни молекулы в развивающейся системе стимулируют рост клеток, а другие — подавляют его. Противодействие этих двух сил в соседних клетках приводит к образованию гребней и уникальных паттернов, таких как полосы у зебры или завитки на кончиках пальцев.

Наблюдая за развитием отпечатков у эмбрионов мышей (и человеческих клеток в чашке Петри), учёные увидели, что гребни формируются и взаимодействуют друг с другом в трёх разных зонах на кончике пальца: на самом кончике, в центре и в части, ближайшей к верхнему суставу. По мере того как группы клеток в этих зонах взаимодействовали друг с другом в зависимости от своего физического расположения, возникали завихрённые узоры.

Случайное положение пальцев в утробе в момент, когда клетки взаимодействуют, формируя гребни, делает итоговые узоры случайными. Этим и объясняется, почему даже у однояйцевых близнецов разные отпечатки.

Команда также обнаружила, что начальные стадии формирования отпечатков почти идентичны стадиям развития волосяных фолликулов. Единственное различие заключается в том, что в процессе формирования фолликулов участвуют клетки, расположенные глубже под поверхностью кожи.