По принципу универсальности: ученые раскрыли общий механизм устройства кораллов и кожи

Ученые из Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) и Университета Монпелье (Франция) сравнили клеточную структуру эпителия с расположением отдельных полипов в колониях кораллов.

С использованием микрокомпьютерной томографии авторы получили тысячи цифровых снимков виртуальных сечений колоний кораллов из трех семейств — Faviidae, Merulinidae и Montastraeidae. Эти представители были выбраны потому, что они образуют колонии с плоской или полусферической поверхностью: плоские сечения таких колоний удобно математически анализировать, не внося значительных искажений, неизбежных в случае подобного анализа более сложных объемных структур. Кроме того, полипы этих кораллов имеют четко очерченные многоугольные контуры и растут в результате деления, как и эпителиальные ткани.

По полученным снимкам исследователи изучили, как располагаются отдельные полипы в колонии. Для каждого полипа ученые определили количество его ближайших соседей и площадь, которую он занимает, после чего математически обработали полученные результаты и построили наглядные карты разных колоний.

Такие же данные авторы получили и для эпителиев, расположение клеток в которых фотографировали с помощью камеры в конфокальном микроскопе — приборе, позволяющем получать контрастные изображения тканей с высоким пространственным разрешением. В экспериментах использовали культуры клеток почки обезьяны и шейки матки человека.

Оказалось, что распределение полипов по количеству соседей у всех исследованных кораллов практически идеально совпадает с клетками в эпителиях. Так, большинство (43–51%) структурных элементов (клеток или полипов) имели шесть соседей, 25–27% — пять, и еще меньше — четыре, семь, восемь или девять соседей. Ученые разработали компьютерную модель, которая объяснила такое распределение. Согласно ей, и клетки, и полипы ведут себя как частицы, которые отталкиваются друг от друга, если находятся слишком близко, и перестают взаимодействовать, когда оказываются на слишком большом расстоянии.