剑桥大学的一个研究生物学和计算交叉的科学家小组发现，在多细胞系统模型的发展过程中，随机基因活动有助于模式的形成。

　　我们都是从一个单细胞开始生命的，这个单细胞繁殖并发育成执行不同功能的特殊细胞。这个复杂的过程依赖于沿途的精确控制，但这些新发现表明，随机过程也有助于形成模式。

　　在今天发表在《自然通讯》上的一项研究中，剑桥大学塞恩斯伯里实验室詹姆斯·洛克团队的科学家和微软研究院的合作者描述了他们在研究细菌生物膜时发现的令人惊讶的随机性秩序。

　　当自由生活的单细胞细菌附着在表面并聚集在一起开始繁殖并在表面扩散时，生物膜就形成了。这些增殖的单个细胞成熟后形成三维结构，就像多细胞生物一样。

　　虽然单个细胞可以独立生存，但这些细菌更喜欢与生物膜一起工作，生物膜是自然界中发现的主要形式。生物膜联合体为细菌提供了各种生存优势，如增强对环境压力的抵抗力。

　　研究人员开发了一种新的延时显微镜技术，以跟踪基因相同的单细胞在活生物膜发育过程中的行为。

　　该研究的联合第一作者Eugene Nadezhdin博士说:

　　他们专注于获取单个细胞类型的基因表达(无论基因是活跃的还是不活跃的)如何随时间变化的详细图像，特别是称为sigmaB的调节因子的表达，该因子促进应激反应并抑制孢子形成。他们发现，sigmaB在细胞中每隔一小时就会随机启动和关闭，从而在生物膜上产生一种可见的孢子和受压力保护的细胞模式。

　　为了理解脉冲的含义，研究人员建立了sigmab控制的应激反应和孢子形成系统的数学模型。

　　该研究的联合主要作者尼尔·墨菲博士说:

　　结果表明，基因表达的随机脉冲在生物膜发育过程中如何在建立空间结构中发挥关键作用。

　　骆家辉博士说: