Ученые выяснили, почему у некоторых африканских цихлид такие толстые губы. Оказалось, все дело в генах, отвечающих за внеклеточный матрикс и сигнальный путь Wnt. Эти рыбы из трех Великих озер Восточной Африки — Виктории, Малави и Танганьики — независимо друг от друга отрастили мясистые губы, чтобы лучше находить и хватать добычу.

Внеклеточный матрикс (ECM) — это каркас из белков и сахаров вокруг клеток, как строительные леса для тканей. Он дает опору, регулирует рост и даже влияет на то, как органы реагируют на повреждения. В губах цихлид его много — поэтому они такие мясистые.

Цихлиды — настоящие мастера эволюции. Они умеют приспосабливаться к разным условиям, и их морды за миллионы лет обзавелись самыми причудливыми формами: вытянутые рыла, мощные челюсти, а теперь вот еще и пухлые губы. Но как именно это работает на молекулярном уровне, до недавнего времени было загадкой.

Группа японских и танзанийских ученых сравнили цихлид с обычными и гипертрофированными губами. Оказалось, у толстогубых рыб в тканях губ гораздо больше протеогликанов — молекул, которые удерживают воду и делают кожу упругой.

Результаты опубликованы в издании eLife.

Что нашли ученые:

• В утолщенных губах активнее работают 133 белка, а 5, наоборот, почти не вырабатываются.
• Особенно много версикана и периостина — тех самых белков, которые у людей участвуют в образовании рубцов и фиброзов.
• Гены, связанные с Wnt-сигнализацией, активны у рыб с толстыми губами на всех этапах жизни.

Получается, эволюция трижды наткнулась на одно и то же решение, — говорит Масато Никайдо, руководитель исследования. — И что особенно интересно, те же механизмы могут быть важны для понимания кожных болезней у человека.

Если разобраться в том как цихлиды отращивают губы без рубцов и воспалений, можно найти новые подходы к лечению фиброзов, келоидов или даже создать биоматериалы для регенерации кожи. А еще — понять, как эволюция повторяет удачные решения в разных условиях.

Однако исследование не объясняет, почему у одних цихлид губы толстые, а у других — нет, если они живут в одном озере. Возможно, дело не только в генах, но и в поведении или микросреде. Также неясно, как именно Wnt-сигналинг запускает рост губ — это тема для новых экспериментов.

Ранее ученые выяснили, как стайные рыбки собирают информацию о хищниках.