Как «стереть» полосы у рыбок данио

Исследователи из Вашингтонского университета, недавно опубликовавшие новые данные о формировании полос у рыбок данио-рерио (zebrafish), теперь объясняют, как эти полосы можно «стереть».

Результаты, опубликованные в Science (28 августа) и Nature Communications (6 ноября), углубляют понимание генов и поведения клеток, лежащих в основе пигментных узоров. Это может помочь в изучении пигментных клеток человека, кожных заболеваний (например, меланомы) и регенерации клеток.

Неожиданное происхождение оранжевых клеток

У рыбок данио-рерио три типа пигментных клеток (в отличие от одного у человека). Ранее считалось, что все они происходят из стволовых клеток. Однако работа в Science показала, что ксантофоры, создающие оранжевый цвет, образуются из уже существующих клеток эмбриона удивительным образом:

  1. Клетки эмбриона сначала созревают в цветные ксантофоры.
  2. Перед формированием полос эти клетки теряют цвет, размножаются.
  3. Затем они снова превращаются в цветные ксантофоры.

«Клетки обычно не теряют свои зрелые свойства, а тем более не восстанавливают их позже», — отмечает профессор Дэвид Паричи. Этот процесс может дать ключи к регенерации тканей без стволовых клеток.

Ключевую роль в этом «перерождении» ксантофоров играет тиреоидный гормон (тот же, что превращает головастика в лягушку). Одновременно он блокирует развитие чёрных клеток, задавая общий оттенок.

Ген, «стирающий» полосы

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, учёные изучили ген, отвечающий за очень раннее появление ксантофоров у другого вида — жемчужного данио (pearl danio). У этого вида нет полос, а пигментные клетки перемешаны, создавая равномерный жемчужно-оранжевый цвет.

Экспрессируя этот ген таким же образом у обычных полосатых данио-рерио, исследователи вызвали сверхраннее появление ксантофоров. В результате у рыбок развился равномерный узор, как у жемчужного данио, вместо привычных полос.

«Очень простые изменения во времени создания клеток приводят к совершенно разным узорам», — говорит Паричи. Это показывает, что одна и та же сеть взаимодействующих клеток может генерировать разные паттерны в зависимости от времени их активации, что может объяснять эволюцию цветовых узоров у разных видов.

Финансирование работ осуществлялось Национальными институтами здравоохранения (NIH).