當您觀看恐龍骨架時，您可能會被其有序排列的美麗重複結構所震驚。
這種精確的規律性從何而來？雖然塑造動物身體的發育過程受到非常精確的控制，但每個細胞都充滿波動（噪音）。儘管如此，由京都大學副教授 Naoki Honda 和奈良科學技術學院副教授 Takateru Matsui 領導的研究小組表示，身體到底是如何形成的仍然是生物學上的一個大謎團。
這次，我們的研究小組專注於稱為體節的重複結構的形成，它構成了脊椎的基礎。先前的研究表明，按固定時間間隔激活的基因發揮著「生理時鐘」的作用，一種名為ERK 的分子按照這種節律失活，從而形成均勻的身體節段。眾所周知，當體節處於不平衡狀態時，體節就會變得不均勻。時鐘不起作用，但時鐘確保體節再現性的機制尚不清楚。
在這項研究中，我們使用電腦模擬體細胞發生的數學模型研究了噪音的影響和 ERK 活性的行為。因此，在沒有時鐘的情況下，噪音的影響會透過細胞間的通訊傳播，導致整個細胞失去協調，並且 ERK 失活會在不規則的時間發生，而時鐘不會有節奏地滴答作響。在在這種情況下，細胞透過阻止噪音傳播而變得更加合作，並且ERK 失活精確地定期發生。此外，我們利用斑馬魚胚胎成功證明了此數學模型的有效性。
這項結果揭示了生理時鐘的節律具有消除噪音的作用，並透過像導體一樣協調細胞來控制體節的形成，可能有助於預防人類的發育性疾病（例如脊椎肋骨異常），也可能導致治療。
