Жизнь начинается с волшебных волн: при зарождении новой жизни образуется безумный вихрь

Жизнь начинается с волшебных волн при зарождении

Когда зарождается новая жизнь, то можно наблюдать начало фантастического безумного вихря. И это не иллюзия или поэзия, это — наука. Ученые приоткрыли таинственное явление, которое никогда не было доступно человеческому глазу. Как только яйцеклетка становится оплодотворенной, по ее поверхности растекаются миллиарды белков, которые создают головокружительный каскад узоров, напоминающих волшебный танец.

Эти спиральные дуги фантастически красивы, и они указывают, что в организме наступил фундаментальный период деления возникающих новых клеток. Яйцеклетка постепенно растет, увеличивается в размерах и белки должны работать слажено, чтобы найти свое центральное положение. За развитием этом процесса наблюдают физики Массачусетского университета.


По словам специалиста Никта Фархи, без белков, создающих вихревые потоки, не было бы деления клеток. В новом исследовании он вместе с коллегами изучил, как вихревые потоки могли бы выглядеть вблизи, изучая схемы распространения на клеточных мембранах клеток морских звезд. Они надеялись увидеть определенные закономерности, сравнивая с аналогичными волновыми явлениями в других типах систем, которые могли бы стать примерами того, что физики называют топологическими дефектами.

Такое «турбулентное» поведение можно наблюдать в физиологической и биологической материи в разных формах и размерах — от закрученных вихрей «космического типа», до слабых биоэлектрических сигналов. Тем не менее, характер их сходства для науки остается загадкой.

Прогресс в понимании топологических дефектов и их последствий не уравновешивается статистическими законами в классических и квантовых системах. Но в экспериментах с морскими звездами ученые выявили гормон, который имитирует начало процесса оплодотворения в ооцитах, когда волны сигнализируют о белке Rho-GTP.


Он может пульсировать в мембране в течение нескольких минут, что наблюдается в микроскопе с помощью флуоресцентных красителей, которые присоединяются к Rho-GTP.

Изменяя концентрацию гормонального триггера, исследователи смогли наблюдать множество закрученных спиралей, распространяющихся по всей поверхности клетки. Это позволило им создать калейдоскоп разных моделей и увидеть их динамику, которая аналогична волновому паттерну.