Опубликована статья, начатая на школе в 2012 годуК списку новостей

04.09.2015

25 августа, в журнале Доклады академии наук США (Proceedings of National Academy of Sciences, USA) была опубликована статья, работа над которой началась на школе молекулярной и теоретической биологиии в лаборатории Владимира Катанаева еще в 2012 году. Тогда школьники под руководством Артема Благодатского изучали наноструктуры на поверхности глаз членистоногих. Опубликованное исследование проливает свет на молекулярное происхождение и эволюцию многообразных нанопаттернов Тьюринга, покрывающих роговицу глаза разных групп насекомых. Это первый описанный пример паттернов Тьюринга, часто встречающихся в природе, в нано- масштабе. Наноструктурированные рельефы в виде пупырышек уменьшают отражение света. Используя сканирующий атомно-силовой и электронный микроскопы, ученые открыли многообразие этих рельефов у 23 выбранных для изучения отрядов насекомых и описали “антибликовые” свойства этих наноструктур. Рельефы точно соответствуют паттернам Тьюринга – узорам, самоорганизующимся в результате реакционно-диффузионного механизма, называемого также “моделью Тьюринга”.

Про модель Тьюринга рассказывает Александр Марков в статье на сайте «Элементы»: «Эта модель, детально разработанная математиками уже после преждевременной смерти Тьюринга, предполагает наличие двух динамически взаимодействующих веществ (морфогенов). Первое вещество, активатор, усиливает собственное производство (положительная обратная связь), а также производство второго вещества — ингибитора. Ингибитор подавляет активность или уменьшает количество активатора (отрицательная обратная связь) и самого себя. Оба вещества проникают путем диффузии из клетки в клетку, но делают это с разной скоростью. Такая система в зависимости от параметров (силы взаимных влияний и скоростей диффузии) спонтанно порождает разнообразные «рисунки» изменения концентраций в пространстве, которые могут быть как подвижными, вроде бегущих волн, так и стационарными. Предполагается, что реакционно-диффузионные механизмы лежат в основе формирования пятен на шкуре леопарда, полосок зебры и других замысловатых узоров и орнаментов.»

В статье авторы выражают благодарность Фонду Династия и школе молекулярной и теоретической биологии. А мы, пользуясь случаем, хотим поздравить всю команду с опубликованной статьей.

Источник изображения: Blagodatski, A., Sergeev, A., Kryuchkov, M., Lopatina, Y. and Katanaev, V. L. (2015) ‘Diverse set of Turing nanopatterns coat corneae across insect lineages’, Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(34), pp. 10750–10755. doi: 10.1073/pnas.1505748112.