На следующем этапе Маден с коллегами отсканировали несколько иглистых мышат разного возраста и изучили срезы их хвостов. Оказалось, что новорожденных грызунов остеодермы присутствуют только у основания и в средней части хвоста. Лишь к шестинедельному возрасту, при приближении к половой зрелости, окостенения появляются на конце хвоста, сначала в виде тонких пластинок.
Каждое кольцо остеодерм начинает формироваться с дорсальной части хвоста. Здесь закладываются первые окостенения — а затем они распространяются на вентральную сторону. При этом формирование каждой остеодермы начинается с нескольких лежащих под эпидермисом фибробластоподобных клеток, которые дифференцируются в остеобласты. Затем отдельные остеобласты собираются и синтезируют костный матрикс, в конце концов создавая плоскую пластинку с остеоцитами внутри. Похожим образом формируются остеодермы броненосцев.
Чтобы установить молекулярные механизмы, стоящие за образованием остеодерм, исследователи провели транскриптомный анализ образцов, взятых из проксимальной, средней и дистальной частей хвоста новорожденных иглистых мышей. Оказалось, что в мышином хвосте постепенно, от основания к кончику, идет переход от формирования волос к развитию костей. Среди двадцати генов, активность которых в наибольшей степени подавлена в проксимальной части хвоста, шестнадцать отвечают за рост волос и производство кератина. А среди двадцати генов, экспрессия которых особенно повышена в этой части хвоста, двенадцать связаны с ростом костей. Дополнительный анализ сигнальных путей показал, что в проксимальной части хвоста активно идут дифференциация остеобластов, дифференциация соединительной ткани и минерализация костей.
Для чего иглистым мышам и их сородичам нужны остеодермы в хвосте, пока не до конца понятно. Авторы предполагают, что это может быть связано с их защитным механизмом. Если схватить иглистую мышь за хвост, кожа с него слезет как чулок. Эта кожа останется в пасти хищника — а грызун сможет убежать. Остеодермы, возможно, делают эту стратегию более эффективной, гарантируя, что хищник не сможет проткнуть кожу и вонзить зубы в более глубокие ткани, которые уже не отслаиваются. Похожую функцию выполняют окостенения в коже мадагаскарских крупночешуйчатых гекконов (Geckolepis ).
Маден и его соавторы отмечают, что до сих пор изучать клеточные и молекулярные механизмы, которые отвечают за формирование остеодерм, было непросто. Дело в том, что известные ранее животные с такими окостенениями не слишком хорошо подходят для содержания в неволе и довольно медленно размножаются. Однако иглистые мыши лишены этих недостатков, так что могут стать идеальной лабораторной моделью для изучения остеодерм.
Один из видов рептилий с хорошо развитыми остеодермами — комодский варан (Varanus komodoensis ). У взрослых особей этого вида костные пластинки в коже головы образуют настоящую кольчугу, которая служит для защиты от сородичей.
Источник
Post Views: 54