谜题：相同的DNA，不同的细胞
成熟的身体拥有数百种细胞类型——神经元、肌肉、皮肤、血液——然而几乎每个细胞都携带相同的基因组。所以脑细胞和肝细胞的区别，不在于它们拥有哪些基因，而在于它们使用哪些基因。发育遗传学研究的，正是这种对基因的选择性使用如何把一颗受精卵变成一个有图案、三维立体的生物体。
核心思想是：发育就是在空间和时间上展开的基因调控。一个细胞读取自己在胚胎中的位置，通过转录因子开启一组特定的基因，于是决定成为——比如说——翅膀而非腿。调控正确，就得到正常的表型；扰乱它，身体蓝图就会以惊人而富有启发性的方式改变。
发育遗传学反复追问的四个问题
- 细胞如何知道自己身处何处？细胞通过读取被称为形态发生素的信号分子的浓度梯度，来获知自己在身体轴线上的位置。
- 它如何利用这一信息？它开启一些主控基因——包括同源异形基因——来设定每个身体区域的身份。
- 正确的形态如何被建造？有图案的基因表达告诉细胞何时分裂、迁移、改变形状或死亡——从而雕塑出身体蓝图。
- 为什么如此不同的动物会共享这些基因？因为同一套调控工具箱继承自共同祖先——果蝇和小鼠用相关的主控基因，造出截然不同的身体。
由于这些问题很难在人体上直接研究，生物学家转而依赖一小批模式生物——果蝇、线虫、斑马鱼、小鼠、面包酵母，以及小杂草拟南芥。本系列接下来将追随这些“宠儿”如何揭开“建造身体”的遗传学奥秘。