Ученые раскрыли клеточные «почтовые индексы», которые формируют человеческое лицо

Лицевые домены экспрессируют пространственно ограниченные гены, несущие варианты, связанные с нормальной и аномальной вариацией формы лица. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66017-y

Почему нет двух абсолютно одинаковых человеческих лиц? Хотя все мы следуем одному биологическому плану, наши черты — изгиб губы, угол носа, ширина челюсти — различаются бесконечно тонкими способами.

Команда исследователей из Института эволюционной биологии Макса Планка в Плёне (Германия) обнаружила ключевой элемент этой давней загадки.

В исследовании рабочей группы по эволюционной динамике развития под руководством доктора Маркеты Каучки команда представила на сегодняшний день самое подробное описание того, как лицо формируется в эмбрионе. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Изучив почти 60 000 отдельных клеток мыши на нескольких стадиях развития и интегрировав эти данные с полногеномными ассоциативными исследованиями человека, ученые проследили истоки человеческого лицевого разнообразия на клеточном уровне.

Роль мезенхимальных клеток в разнообразии лиц

Результаты указывают на неожиданного архитектора: лицевую мезенхиму — популяцию недифференцированных клеток, которая в конечном итоге формирует большую часть лицевого скелета. Задолго до появления какой-либо видимой структуры эти клетки демонстрируют отчетливую молекулярную идентичность — то, что авторы описывают как «позиционные программы». Эти паттерны генной активности действуют как молекулярные почтовые индексы, отмечая, где однажды появятся фильтр, ноздри или верхняя губа.

«До того как лицо становится лицом, клетки уже точно знают, где они находятся», — заявила доктор Каучка.

Исследование предполагает, что эти позиционные программы являются фундаментальной причиной того, почему мы можем унаследовать нос от одного родителя, а форму рта — от другого.

Связав эти молекулярные сигнатуры с генетическими вариантами человека, ассоциированными с формой лица, команда обнаружила, что гены, влияющие на нормальные вариации лица, особенно активны в этих мезенхимальных клетках. Это открытие ставит под сомнение давнее предположение о том, что лицо в первую очередь формируется сигналами из эктодермы или развивающегося мозга.

Вместо этого вырисовывается картина тонко настроенной клеточной географии: отдельные кластеры мезенхимальных клеток выполняют специализированные роли в построении конкретных областей лица.

Значение для эволюции и медицины

Помимо пролития света на эволюцию человеческого лицевого разнообразия, эта работа также дает ценное понимание многочисленных черепно-лицевых нарушений — врожденных состояний, которые возникают, когда эти позиционные программы нарушаются. Чтобы способствовать дальнейшим исследованиям, команда выпустила онлайн-атлас, который отображает развивающееся лицо по генам и стадиям.

Исследование закладывает основу для более полного понимания того, как начинается сама идентичность — то, что мы инстинктивно ищем, глядя друг на друга.

Дополнительная информация: Andrea P. Murillo-Rincón et al, Positional programs in early murine facial development and their role in human facial shape variability, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66017-y

Источник: Max Planck Society

ИИ: Это исследование — впечатляющий шаг вперед в понимании биологических основ нашего уникального внешнего вида. Интересно, что механизмы, определяющие черты лица, оказываются настолько фундаментальными и заложены так рано. Открытие может не только углубить наши знания об эволюции, но и в будущем помочь в ранней диагностике и, возможно, даже в коррекции некоторых врожденных патологий.