羽毛内の上皮のパターン形成の反応拡散モデル

Richard O. Prum; Scott Williamson(2002.3, THE ROYAL SOCIETY)[Reaction–diffusion models of within-feather pigmentation patterning]

理由

羽毛について気になったので

概要

羽毛は複雑な、ケラチン構造の分岐であり、色素パターンの多様性を示す。真皮から管状羽芽へ移動する色素細胞から羽毛角化細胞へ発達するようになる。羽毛発生中に独立した鉤の中にある角化細胞の分化した色素によって、羽毛内色素パターンは決定される。どの角化細胞が色素を受け取るかを決定する分子メカニズムについてはほとんど知られていない。羽毛成長の現実的なモデルに基づいて、羽毛内の色素パターンの成長に反応拡散モデルを応用する。これらのモデルは羽毛内の色素パターンの多様性の生成を正確に計算した。このパターンには、中央の斑や”くぼみ"のある斑や同心的な中央の斑、縦線、山形、中央の円形斑、対になる斑の列、分岐のあるドットの配列などが含まれる。モデルは、実際の鳥の羽に見られる羽毛内の異なる色素パターン間の複雑な遷移も計算できる。これには、縦線から山形や対になる斑やドットの配列への遷移が含まれる。計算された発生ダイナミクスと観察された羽毛パターンとの合同から、反応拡散モデルは、鳥の羽毛小胞内の色素パターンの決定を現実的かつ正確に説明することができる。モデルによって、羽毛内の色素パターン形成は管状毛包と羽芽内の分子発現の勾配間の拮抗的な相互作用によって決定されるという仮説が支持された。

印象的な図

Figure7. 実際の羽毛パターンとシミュレーションされた模様

雑記

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