來自香港大學李嘉誠醫(yī)學院生物化學系，德國馬爾堡大學等處的研究人員解析了生物學上的一個根本性問題：細胞到底是如何通過自身的運動和成長，而形成美麗有序的形狀的，這提出了調控細胞生長的一個全新生物學原理，對了解生物結構的形成機制具有重要的意義。這一研究成果公布在Science雜志上。

這項研究由四所大學聯合完成，文章的通訊作者是香港大學李嘉誠醫(yī)學院生物化學系的黃建東博士，黃巍博士，以及加州大學圣地亞哥分校華泰立教授，第一作者是香港大學的劉陳立博士，以及在讀博士生傅雄飛。

近年來，科學家們致力于研究如何使干細胞生長成器官，或是修補已壞死的器官，但迄今為止，分散的干細胞如何生長成有用的器官仍然是個謎。

在這篇文章中，研究人員將合成生物學和定量模型兩種方法結合起來，設計并研發(fā)了一個由兩個模型組成的的合成基因系統(tǒng)。利用這個基因系統(tǒng)，他們能夠控制大腸桿菌的運動模式，使之形成一個重復的圖案。研究人員還通過數學模型來分析這個系統(tǒng)形成重復圖案的原理，而且他們根據模型提出的方法，成功實現條紋數量的調控。

研究人員設計改造的大腸桿菌能從一個中心開始長出空間上有序排列的周期性條紋狀圖案，而且研究人員也實現了對于條紋數量的調控，這為解釋生物發(fā)育過程中定量控制結構的形成，提出了一個全新的理解和思考方向。

這項研究提示我們，在自然界中，重復的圖案往往是被精確調控的，比如人每只手只張了五根手指，牛有兩根，馬只有一根，人類脊椎有33塊脊椎骨，而蛇脊椎骨多達300塊，這些有趣的現象都值得我們深思，這項研究從長遠來說，就究為如何控制細胞生長成不同的結構帶來了新的認知，也為干細胞再生醫(yī)學的研究提供了新的啟示。