多研究细胞生物发育的常用物种是果蝇, 研究果蝇而获得Nobel Prize的科学家举不胜举：如最早研究果蝇而发现与性别有关的染色体Thomas Hunt Morgan (Winner of the 1933 Nobel Prize in Medicine)。 Joseph Hermann Muller 因关于果蝇基因受X射线而发生变异的经典试验而获得1946 Nobel Prize in Physiology and Medicine。Christiane Nüsslein-Volhard 和 Eric F.Wieschaus，Edward B.Lewis 因为发现了决定果蝇发育的最重要的基因而于1995年获奖，最近2004年是由于哥大的Richard Axel 和 Linda B. Buch发现了果蝇嗅觉的神经促突（Receptor）和嗅觉的产生机理而获奖。HMMI的Anderson甚至放弃了在小鼠干细胞的研究而转入对果蝇是否存在感情(Emotion)的生理基础的研究。小小的果蝇备受科学家的青睐是因为果蝇繁殖迅速（9天的繁殖周期）和基因易于改变，这样快速的基因改变=〉形状改变为研究者对基因功能，细胞发育和神经系统的研究提供了方便。

 

果蝇从受精卵开始，有一个细胞发育成为一条线上的12个细胞，此时所有的细胞是完全相同的，或者说是左右对称的。然后重要的事情发生了，随着细胞内基因的进一步表达，一条非左右对称的生物分子浓度斜线产生了（Morphogen gradient）,各个细胞内的基因由于浓度的不同而对自身定位，进一步触发不同基因的表达。这是细胞定位的原因之一，原因之二来源于相邻细胞产生各种蛋白质为对方所接受，而触发因细胞位置不同而不同基因的表达。最简单的说明就是法国国旗问题，见附图：

 

 

如果将相邻细胞的基因控制分为触发（值1）和抑制（值0），那么控制细胞发育的基因因果链可以表达为一个复杂的逻辑布尔网络。如果按每个细胞中有37个控制细胞发育的主基因（Master Gene），对所有的12个细胞建立模型，我们就得到了一个444节点的布尔网络。通过布尔网络的动力模型分析，我们发现这是个超稳定的网络，即使部分节点失效，仍然可以得到与实验相同的细胞发育的定式（Formation patter）。 Nature中的文章使用联立偏微分方程组求解，也发现控制细胞发育的基因网络具有超稳定性。在随意取定的参数空间里，每200个参数组中就有一个参数组可以得到与实验相同的细胞发育的定式。

 

这确实是一个有意思的结果。我们知道自然界的物理现象大部分是不稳定的（chaos）。比如二体运动尚是定解问题，而三体运动就已经在动力学意义上不稳定。而细胞在一个超级扰动的环境中，生物分子的热运动，基因突变等等，却具有一个超级稳定的控制网络。这表明生物具有其独特的动力学特性，而这样的特性，往往这又通过复杂网络的共同作用表现出来。这就是为什么生物网络在生物物理学中成为一个方兴未艾的研究方向的原因。

 

 

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