Как рыбка данио-рерио получает свои полоски

Учёные из Института биологии развития Общества Макса Планка в Тюбингене раскрыли происхождение и поведение клеток, формирующих характерную полосатую окраску рыбок данио-рерио.

Ключевые открытия

• Три типа пигментных клеток (чёрные, серебристые отражающие и жёлтые) образуют в коже многослойную мозаику, создающую узор из синих и золотых полос.
• Разное происхождение: Исследования, опубликованные в Science и Nature Cell Biology, показали, что клетки достигают кожи разными путями:
  • Жёлтые клетки происходят из популяции плюрипотентных клеток на спинной стороне эмбриона, размножаются и покрывают кожу личинки.
  • Чёрные и серебристые клетки происходят из стволовых клеток, связанных с нервными узлами возле спинного мозга. Чёрные клетки мигрируют по сегментарным нервам, а серебристые проходят через продольную щель между мышцами.
• Драматические изменения формы: Жёлтые клетки меняют форму в зависимости от местоположения: они уплотняются, покрывая серебристые клетки в светлой полосе (окрашивая её в золотой), и приобретают рыхлую звёздчатую форму над чёрными клетками в тёмной полосе.
• Переключение цвета и формы: Серебристые клетки тонко расстилаются над полосой, придавая ей синий оттенок, а на расстоянии снова меняют форму на плотную, формируя новую светлую полосу.

Методология

Учёные использовали микроскопию для наблюдения за живыми растущими рыбками с флуоресцентно меченными клетками-предшественниками в течение до трёх недель. Это позволило проследить размножение, миграцию и распространение отдельных клеток в реальном времени.

Значение

Это открытие помогает понять развитие и эволюцию огромного разнообразия рисунков в животном мире. Авторы предполагают, что вариации такого клеточного поведения могут лежать в основе формирования узоров у других рыб, а также у животных, недоступных для прямого наблюдения в процессе развития, таких как павлины, тигры и зебры.