Биологи определили механические волны, участвующие в регенерации плавников у рыбок данио

Группа молекулярных и клеточных биологов из нескольких институтов Тайваня и одного на Филиппинах определила некоторые механические волны, участвующие в регенерации ампутированных хвостовых плавников у рыбок данио. В своём исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, группа изучила процесс отрастания плавников после их удаления.

Предыдущие исследования показали, что многие животные способны отращивать утраченные части тела (в основном конечности), обычно после драк или нападений хищников. Также было известно, что у большинства таких существ степень регенерации пропорциональна размеру утраченной части. Известно, что генерация механических волн играет роль в контроле экспансии эпителиальных клеток — процесса, с помощью которого образуются новые ткани.

В этой новой работе исследователи изучили роль заживления раны в регенерации, в частности, участвует ли оно в позиционировании отрастающей ткани. Для этого они детально изучили процесс отрастания хвостовых плавников у данио после ампутации.

Исследование включало визуализацию живых клеток плавников в процессе регенерации для мониторинга образования новой ткани за счёт появления эпителиальных клеток. Эта работа велась на протяжении трёх недель — времени, необходимого для полного отрастания плавника.

Было обнаружено, что во время регенерации от краёв ампутированной ткани распространяется волна плотности клеток. Также выяснилось, что максимальное расстояние распространения этой волны пропорционально степени ампутации и пролиферации клеток на более поздних стадиях регенерации.

На основе наблюдений команда разработала механические модели, имитирующие и объясняющие наблюдаемое волновое поведение. Они отмечают, что их модели включают зависимость расстояния распространения волны от степени ампутации и натяжения ткани, связанные с регенерацией плавника. Учёные пришли к выводу, что в процесс регенерации вовлечён механизм in vivo-чувствования позиции, основанный на распространяющейся волне плотности.