Учёные из Геттингенского института динамики биологических сетей открыли, что клетки кожи эмбриона способны «чувствовать» движения друг друга в период внутриутробного развития и синхронизировать свои перемещения. Это напоминает работу слуховой системы и способствует более слаженному формированию тканей. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.
В ходе работы использовались методы из нейробиологии, генетики, физики и изучения слуха. Исследователи выявили, что в тонком слое эпидермиса клетки реагируют на микродвижения соседей, что позволяет им двигаться более согласованно и натягивать ткань сильнее. При нарушении этой чувствительности процесс тканеобразования замедляется или останавливается.
«Мы проанализировали в сто раз больше пар клеток, чем в предыдущих исследованиях, что позволило нам впервые зафиксировать такие тонкие и хрупкие взаимодействия», — поясняет один из авторов исследования, Маттиас Херинг.
Учёные полагают, что за взаимодействие клеток отвечают белки, аналогичные тем, что усиливают звук в человеческом ухе, преобразуя колебания в нервные сигналы и реагируя на движения в масштабе атомов.
«Эти белки, возможно, возникли у общих предков с грибами, но их многочисленные функции раскрылись только у животных», — говорит Фред Вольф, директор института.
Хотя исследование не объясняет, как именно активируются эти молекулярные «сенсоры» в эмбрионе, оно открывает новые перспективы для медицины и бионики. Понимание координации клеточных движений может способствовать разработке новых методов выращивания тканей, исправления врождённых дефектов и создания чувствительных мягких роботов.
Ранее учёные выяснили, как эмбрионы управляют своей формой.