زمانیکه جنین درحال رشد، در رحم مادر به زندگی می‌پردازد، برآمدگی‌های تعیین کننده‌ای روی هر یک از نوک‌های انگشتانش ظاهر می‌شوند. این برآمدگی روی پوست، به لطف تعامل بین سه مولکول که از الگوی تورینگ پیروی می‌کنند، باعث ایجاد الگوی راه راهی می‌شوند که اثر انگشت نام دارد.
اثر انگشت‌ها خاص هستند و تا پایان عمر برای صاحبانشان باقی می‌مانند. این برآمدگی‌های فوق العاده مهم از سال ۱۸۰۰ برای تشخیص هویت هر فرد مورد استفاده قرار می‌گرفتند. تئوری‌های بسیاری پا را فراتر گذاشته‌اند تا مسائلی مانند این ایده که الگوی برآمدگی‌های اثر انگشت ممکن است به دنباله‌ی چینش رگ‌های خونی مرتبط باشند را توضیح دهند. به علاوه، پرسشی مانند اینکه اثر انگشت چگونه با توجه به چین پوستی و پیام رسانی مولکولی بی اختیار شکل گرفته می‌شود نیز از مواردی است که باید به آن پاسخ داده شود.
دانشمندان از این موضوع آگاه هستند که برآمدگی‌هایی که اثرانگشت را مشخص می‌کنند، همانند برش راه‌ها از داخل پوست شروع به رشد می‌کنند. پس از گذشت چند هفته که این روال ادامه پیدا می‌کند، سلول‌هایی که به سرعت تکثیر می‌شوند، در برش راه‌ها به سمت بالا رشد می‌کنند و در نتیجه، تبدیل به نوارهای ضخیم پوستی می‌شوند.
از آنجاییکه برآمدگی‌های رو به رشد اثرانگشت و پیازهای مو، ساختارهای داخلی یکسانی دارند، محققان در مطالعات جدید خود، این دو سلول را در دو ناحیه مقایسه کردند. بعد از مطالعه، این گروه دریافت که هر دو محل، پیام رسان مولکولی که اطلاعات را بین سلول‌هایی مانند: WNT, EDAR و BMP اشتراک گذاری می‌کند را انتقال می‌دهند.
مطالعات بعدی نشان داد که WNT به سلول‌ها دستور می‌دهد تا تکثیر شوند، برآمدگی‌ها را روی پوست ایجاد کنند و EDAR تولید کنند که موجب تسریع فعالیت WNT می‌شود.
برای سنجش چگونگی پیام رسانی مولکول‌ها به منظور ایجاد تعامل و شکل دهی الگو‌ها، این تیم سطوح مولکول‌ها را در موش‌ها تنظیم کرد. اگرچه، موش‌ها اثرانگشت ندارند، اما انگشتان پای آنها در مقایسه با انسان‌ها برآمدگی‌های راه راه دارد.
افزایش سلول EDAR موجب برآمدگی‌های ضخیم‌تر و با فاصله می‌شود؛ درحالیکه، کاهش این سلول، درصدد ایجاد لکه به جای راه راه است. با این وجود، این آزمایش روی سلول BMP نتیجه برعکس داد؛ زیرا مانع از تولید EDAR شد.
هدون، یکی از اعضای تیم می‌گوید که سوئیچ بین الگوهای راه راه و لکه‌ها یک تغییر مشخص است که در سیستم‌های تحت کنترل واکنش تورینگ مشاهده می‌شود. این نظریه ریاضی که در دهه ۱۹۵۰ توسط ریاضیدان بریتانیایی به نام آلن تورینگ ارائه شد، چگونگی تعامل و گسترش مواد شیمیایی را برای ایجاد الگوهای مشاهده شده در طبیعت توضیح می‌دهد.
با اینکه انگشتان موش به قدری کوچک و ظریف هستند که شرح دقیق رشد اثر انگشت نسبت به انسان بسیار سخت است، اما محققان از مدلهای رایانه‌ای و سه نقطه از شروع برآمدگی به منظور شبیه سازی گسترش الگوی تورینگ استفاده کردند که شامل: وسط پنجه انگشت، زیر ناخن و در نزدیکی چین مفصل در نوک انگشت می‌شود.
با تغییر زمان بندی نسبی مکان و زاویه این نقاط، تیم می‌تواند هر یک از سه الگوی رایج اثر انگشت مانند قوس‌ها، پیچش، حلقه‌ها و حتی نمونه‌های نادرتر را ایجاد کند. به عنوان نمونه، زمانی که برجستگی‌های روی انگشت با سرعت کمی شروع به رشد کنند، قوس‌ها ایجاد می‌شوند و به برجستگی‌هایی که از چین و زیر ناخن سرچشمه می‌گیرند اجازه می‌دهند تا فضای بیشتری را اشغال کنند.
سارا میلار، زیست‌شناس رشد و سلول‌های بنیادی و مدیر مؤسسه سلول‌های بنیادی در دانشکده پزشکی ایکان شهر نیویورک می‌گوید: «این یک مطالعه ارزشمند است».
میلار که در این تحقیق دخالتی نداشته، می‌گوید که رقابت کنترل شده بین مولکول‌ها نیز توزیع پیازهای مو را تعیین می‌کند. او ادامه داد که مطالعه جدید نشان می‌دهد، شکل‌گیری اثر انگشت از برخی موضوعات اساسی پیروی می‌کند که قبلاً برای انواع دیگر الگوهایی که در پوست می‌بینیم بکار برده شده است.
میلار خاطرنشان کرد که افرادیکه تحت تاثیر جهش‌های ژنی WNT و EDAR هستند، ناهنجاری‌های پوستی دارند. او گفت: این ایده که مولکول‌ها ممکن است در تشکیل اثر انگشت نقش داشته باشند، در گذشته قابل مشاهده نبود.
هدون نیز گفت: «به طور کلی، هدف این تیم کمک به تشکیل ساختارهای پوستی مانند غدد عرق است و مربوط به زمانی می‌شود که در رحم و حتی پس از تولد به درستی رشد نمی کنند».
نظرات