袁耀武利用這種植物的靈活性，在實驗室里培育了大量帶有基因突變的彩艷溝酸漿。有一些失去了典型的斑點圖案，代之以深紅色斑點，看上去就像黃色和粉色背景中伸出了一條舌頭。
無獨有偶，在美國的另一端，Blackman在位于加州的實驗室里，也想到了類似的想法：他在野外發(fā)現(xiàn)了一些帶有紅色突變體的斑點溝酸漿花近親。Blackman和袁耀武決定合作尋找華麗的猴面花背后的基因因素。
色素之戰(zhàn)
他們的團隊利用強大的基因編輯工具CRISPR，分析了帶有紅舌突變的猴面花，并在實驗室里進行重新調(diào)整。最終，他們找到兩種基因，野外猴面花典型的似舌頭的紅色斑點圖案與兩種基因有關(guān)。
猴面花細胞想要變紅，必須分泌大量的色素：花青素，產(chǎn)生“激活因子”分子的基因負責開啟這一程序。這些激活因子會促使花朵產(chǎn)生更多的激活因子，形成色素沉著。如果這一過程不加控制，花朵的整個舌頭都會變成紅色。
“看上去就像植物在對你做鬼臉，”Blackman談到紅舌突變時說。
為了控制自己，激活因子分子也會觸發(fā)“抑制因子”的產(chǎn)生。這是另一種分子，會進入相鄰的細胞，關(guān)閉激活因子，防止色素沉著。距離第一個細胞越遠，抑制因子越少，遠處的激活因子因此可以重啟色素沉著，在花瓣上形成新的色斑。
溝酸漿花斑點背后的遺傳機制源自微觀分子的斗爭，堪稱“反應—擴散模型”的完美例子。50多年前，艾倫·圖靈提出了這一理論。
僅兩個基因就足以讓這個看似簡單的系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，而且兩者都對色素沉著形成圖案至關(guān)重要。如果猴面花的激活因子突變，整朵花就會平淡無奇、沒有斑點；如果抑制因子突變，則會產(chǎn)生過飽和的紅色斑點。對于猴面花來說，這兩種情況都不太好，會讓大黃蜂陷入混亂。正常情況下，大黃蜂會落在花上，吸食花蜜，同時給花朵授粉。
袁耀武、Blackman和Cooley都認為，至少在決定重復的視覺圖案方面，反應—擴散起到了部分作用。“藤蔓每隔一段距離開出一朵花，或軀體上有不斷重復的條紋，這些都是很好的印證，”Cooley說。有了這些發(fā)現(xiàn)后，其他類似問題的原理似乎呼之欲出。
溝酸漿花的秘密
有了模擬激活因子和抑制因子之間沖突的模型，袁耀武和Blackman可以重現(xiàn)猴面花的斑點。但故事還遠未結(jié)束。“這是一個簡單的模型，”袁耀武說：“但我知道，在生物學里……在真正的生物系統(tǒng)中，事情絕不會這么簡單。細節(jié)方面總會有些差別?！?/p>
例如，溝酸漿花的斑點只出現(xiàn)在花瓣的某些部位，絕對不會狹路相逢。通過對無斑點區(qū)域的研究，Cooley和團隊鎖定了另一個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)負責將斑點限制在特定區(qū)域。
“一直以來，我們總是看到一個現(xiàn)象，然后覺得這太瘋狂了，太神奇了，無法解釋，”Cooley說：“但隨著不斷的研究，我們總能找到基本原理。”
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