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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
多細胞實體的特徵是複雜的空間模式，與其執行的功能密切相關。這些圖案通常是由各向同性胚胎結構創建的，沒有外部資訊線索來指導對稱性破壞過程。成熟的生物結構也顯示出訊號或化學物質在空間中重複分佈的特徵尺度。許多候選圖案模組已用於解釋開發過程中的過程，通常包括一組相互作用和擴散的化學物質或稱為形態發生素的試劑。為了更了解生物領域中模式形成過程發生的條件，人們付出了巨大的努力。然而，仍然缺乏允許我們設計對稱性破缺的證據和實踐知識。在這裡，我們採用了不同的方法，在大腸桿菌中設計了一個合成基因電路，實現了局部活化遠端抑制機制。合成基因網絡實現了人工分化過程，改變了藥物的理化特性。使用實驗結果和建模，我們表明所提出的系統能夠打破對稱性，從而在菌落生長過程中產生規則的空間模式。研究這些模式是如何出現的，對於進一步了解生物複雜性的演化和自組織所扮演的角色至關重要。這裡研究的人工系統和胚胎髮生過程的工程視角可以幫助驗證發育理論並確定支撐生物模式形成的普遍特性，特別是對合成發育生物學領域的興趣。