Всем известно, что отпечатки пальцев неповторимы. Даже у близнецов они разные. Ученые выяснили, какую роль гены играют в формировании папиллярных узоров, которые могут рассказать даже о спортивном потенциале человека.
Уникальный рельефный узор на подушечках пальцев начинает появляться у ребенка на 13-й неделе внутриутробной жизни и на четвертом месяце уже полностью сформирован. С тех пор и до конца жизни папиллярные линии не меняются. Шероховатая поверхность пальцев помогает нам в осязании предметов, позволяет различать текстуры тканей.
При формировании этого узора в наружном слое кожи— эпидермисе — формируются миниатюрные бороздки и гребни. Они и создают неповторимый рисунок пальцев. Он бывает трех типов: петлевой, завитковый и дуговой. Первых двух больше всего — 65 и 30%, соответственно, а последних меньшинство — примерно 5%.
В январе прошлого года международная команда ученых выявила несколько генов, влияющих на формирование папиллярного узора. Результаты этой работы были опубликованы в журнале Cell. А буквально год спустя в том же издании вышла статья о новом исследовании по этой теме.
Шотландские генетики из University of Edinburgh поставили себе задачу установить биохимические механизмы, которые влияют на формирование гребней. Для этого они секвенировали (определили последовательность нуклеотидов в молекуле. — Прим. ред.) рибонуклеиновую кислоту ядра клетки из ткани пальца человеческого эмбриона. Образцы для исследования получили от женщин, решивших прервать беременность.
Так были выявлены гены, участвующие в появлении папиллярного узора, а вместе с ними и три семейства белков — WNT, BMP и EDAR. Они передают сигналы-инструкции от одной клетки к другой, и каждый из них играет свою роль в росте кожного покрова на фалангах.
Дактилоскопия и криминология
О том, что рисунки на фалангах неповторимы, знали еще в древности — пальцем (обычно большим) делали оттиски вместо подписи. В конце XVIII века в Великобритании для регистрации арестованных и осужденных был разработан дактилоскопической метод. Он базируется на классификации папиллярных узоров, основанной на анализе рисунка пальца по четырем его частям: верхнему потоку линий, нижнему, внутреннему и дельте.
В России система дактилоскопической регистрации была введена в тюрьмах с 1907-го, а во всех полицейских учреждениях — на год позже. Сегодня такой учет компьютеризирован, а дактилокарты собраны в электронную базу данных.
Дактилоскопическая экспертиза может определить не только личность, например, преступника, но и то, как он действовал: как касался предметов, как держал оружие или наносил удары.
Ученые решили проверить на мышах, как именно работают эти белки, и оказалось, что первые два имеют противоположное влияние на кожный покров. WNT стимулирует рост клеток, создавая высокие гребни на поверхности кожи, а BMP, наоборот, подавляет рост, формируя бороздки. Сигналы EDAR служат для определения размера «грядок» и расстояния между ними. К примеру, когда генетики заблокировали BMP, гребешки на пальчиках мышей стали шире. Аналогичная операция с EDAR превратила папиллярный узор в «горошек». А в отсутствие WNT гребни вообще не появились.
Противостояние между WNT и BMP ярко проявляется в так называемых узорах Тьюринга, которые знаменитый английский математик описал в 1952 году. Такие сложные рисунки широко распространены в природе — к примеру, на шкуре леопарда или на коже тропической рыбки.
Вид папиллярного узора — дуги, петли или завитка — зависит также от анатомии пальца и временного промежутка формирования гребней. Изучив ткани эмбрионов, исследователи обнаружили три места на пальце, где начинают появляться первичные гребни: центр подушечки, кончик у ногтя и первый сгиб фаланги. От этих участков гребни расходятся, как волны.
Если подушечки широкие и симметричные, тогда «грядки» пойдут раньше и создадут завиток. Если подушечки вытянутые и асимметричные, появится петля. А если гребни не смогли сформироваться правильно или поздно начали это делать, тогда те, что идут от ногтя вниз, столкнутся с теми, что поднимаются от сгиба, — так выйдет дуга.
Почему же близнецы не смогут запутать следствие?
Близнецы хоть и похожи, как две капли воды, генетически зачастую не идентичны. Исследование с участием более 380 пар, проведенное два года назад, выявило полное совпадение геномов лишь у каждой 10-й. Но даже если взять эти редкие случаи, все равно отпечатки пальцев у таких людей будут разными, хоть и очень похожими. Ведь на формирование папиллярного узора влияют и анатомические факторы, а также особенности протекания беременности.
Изучение папиллярных линий и механизмов их появления — перспективное направление науки. По папиллярным линиям можно определить, к примеру, атлетический потенциал человека. Кожные узоры могут подсказать, в каком виде будут наилучшие показатели, а к каким спортивным снарядам лучше даже не подходить. К примеру, если на пальцах много дуг и петель, а гребневой счет небольшой, то ребенку лучше заняться скоростно-силовыми видами спорта, где нужно максимально выложиться в короткое время: бег на короткие дистанции, метание, тяжелая атлетика.
В медицине узоры на пальцах используют как вспомогательный критерий для выявления врожденных заболеваний, прежде всего, связанных с поражением центральной нервной системы, в том числе эпилепсии и болезни Дауна. Причем возможно даже спрогнозировать их.
Здесь вы найдете еще больше статей от «Сириус.Журнала»!
