Учёные Женевского университета предложили простое объяснение тому, как у млекопитающих формируются участки кожи, из которых затем развиваются волосяные фолликулы. Исследователи изучили перемещение клеток под воздействием химических сигналов и создали математическую модель развития кожи эмбриона. Результаты работы опубликованы в журнале PNAS.
Волосы, перья и большинство видов чешуи начинают формироваться из небольших структур, которые называют плакодами. Их расположение во время эмбрионального развития отличается у разных видов животных. Ранее считалось, что у лабораторных мышей новая плакода выделяет вещество, препятствующее появлению соседних структур на небольшом расстоянии.
Согласно этой теории, по мере роста и растяжения кожи отдельные участки удаляются от уже сформировавшихся плакод и перестают подвергаться воздействию выделяемого ими вещества. В освободившихся зонах возникают новые структуры, постепенно создавая общий рисунок волосяного покрова. Однако специалисты не подтвердили экспериментально, что такой механизм способен объяснить всё разнообразие расположения фолликулов у разных видов.
Группа под руководством Атанасии Цики и Мишеля Милинковича сосредоточилась на хемотаксисе — движении клеток в ответ на изменение концентрации химических веществ. В модели подвижные клетки дермы взаимодействовали с притягивающим сигналом, который выделяет эпидермис, то есть внешний слой кожи. Расчёты воспроизвели последовательность появления фолликулов у лабораторных мышей и показали, что для этого не требуется отдельная сложная система, указывающая каждой плакоде место формирования.
Затем исследователи проверили модель на колючей мыши, у которой фолликулы образуют необычно регулярный рисунок с выраженной направленностью. С учётом данных трёхмерных изображений эмбриональной кожи модель также воспроизвела характерную организацию фолликулов этого животного. Учёные пришли к выводу, что различия между видами могут объясняться особенностями взаимодействия клеток, химических сигналов и роста кожи, а не действием полностью разных механизмов.