Ученые Института Вейцмана провели исследование, касающееся формирования биологических кристаллов, имеющих важную роль в окраске животных и их адаптации. Эти кристаллы присутствуют у множества организмов, включая рыбы, хамелеонов и крабов, и они необходимы для различных функций, таких как зрение, маскировка, терморегуляция и передача сигналов.

В свежей публикации в журнале Nature Chemical Biology исследователи выяснили, как клетки формируют эти кристаллы из двух ключевых компонентов - гуанина и гипоксантина. Фокусируясь на зебрафиш (Danio rerio), малой прозрачной рыбке с разноцветными кристаллами, ученые заметили, что разнообразие форм кристаллов связано с соотношением указанных молекул.

Процесс можно сравнить с кулинарией: различные пропорции ингредиентов приводят к созданию уникальных блюд. Так и в кристаллах зебрафиш - изменение соотношения гуанина и гипоксантина влияет на их структуру и оптические свойства, а также на функциональность в организме.

Изучая клетки иридофоры, ответственные за синтез кристаллов, исследователи смогли расшифровать механизмы, лежащие в основе их формирования. Каждая группа таких клеток имеет уникальный баланс ферментов, определяющий соотношение строительных блоков и, следовательно, характеристики кристаллов.

Доктор Двир Гур, соавтор исследования, отметил, что у людей имеется лишь один фермент для получения гуанина, тогда как у рыбок обнаружено пять аналогичных ферментов. Это открытие позволяет проследить путь от генов к производству разнообразных ферментов, которые, в свою очередь, влияют на формирование кристаллов.

Полученные результаты не только углубляют понимание природы, но и подчеркивают красоту простоты естественных процессов, демонстрируя, как всего две молекулы могут создавать многообразие форм и функций живых кристаллов.