法国蒙特利尔临床研究所（Institut de recherches cliniques de Montréal，IRCM）Marie Kmita博士和他的研究团队负责了一个多学科研究项目。该研究证实了我们手指和脚趾的形成机制。并且，该研究团队还证实，在鳍到四肢的过度进化中，有一个调控基因起到了至关重要的作用。该突破性的研究结果于今天发表在了赫赫有名的《科学》杂志（Science）上。
结合遗传研究和数学建模之后，科学家们为一个模型形成的模型理论（图灵模型）提供了实验证据。早在1952年，英国数学家、逻辑学家、密码学家，阿兰图灵（1912-1954）就为模型的形成提出了一个数学方程式。该模型描述了，均匀分布的物质（催化剂或一个阻遏剂）如何激发最初的等效细胞形成复杂的形状和结构。
该研究结果的共同作者，Kmita博士实验室的博士后Rushikesh Sheth说：“模型形成的图灵模型一直存在着争议，原因在于该模型缺乏实验数据的支持。通过对四肢发育过程中Hox基因（Hox genes，全名homeotic genes，同源基因或同源异型基因。是生物体中一类专门调控生物形体的基因，一但这些基因发生突变，就会使身体的一部分变形。）的研究，我们有史以来第一次发现，我们手指和脚趾形成的过程，是一个类图灵机制。”。
人和其他哺乳动物中，胚胎的发育是受到调控的，而调控这个基因的“工程师”就是一类被叫做Hox基因（Hox genes）的基因。这些基因对于身体的正确定位是必须的。它们规定着功能细胞形成正确的器官和骨骼。
法国蒙特利尔临床研究所主任博士Marie Kmita说：“我们的遗传研究表明，Hox基因是类图灵机制的调节器。该研究结果已经被我们的合作者James Sharpe博士和他研究团队的数学测试证实了。再者，我们的研究发现，大量降低小鼠中Hox基因后，小鼠的手指极端地发育成了鱼鳍。这些研究结果进一步支持了，Hox基因在鳍到四肢的过度进化中的关键作用。”。(生物谷Bioon.com)
DOI: 10.1126/science.1226804
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Hox Genes Regulate Digit Patterning by Controlling the Wavelength of a Turing-Type Mechanism
Rushikesh Sheth1,*,†, Luciano Marcon2,3,*, M. Félix Bastida1,4, Marisa Junco1, Laura Quintana2,3, Randall Dahn5, Marie Kmita6,‡, James Sharpe2,3,7,‡, Maria A. Ros1,4,‡
The formation of repetitive structures (such as stripes) in nature is often consistent with a reaction-diffusion mechanism, or Turing model, of self-organizing systems. We used mouse genetics to analyze how digit patterning (an iterative digit/nondigit pattern) is generated. We showed that the progressive reduction in Hoxa13 and Hoxd11-Hoxd13 genes (hereafter referred to as distal Hox genes) from the Gli3-null background results in progressively more severe polydactyly, displaying thinner and densely packed digits. Combined with computer modeling, our results argue for a Turing-type mechanism underlying digit patterning, in which the dose of distal Hox genes modulates the digit period or wavelength. The phenotypic similarity with fish-fin endoskeleton patterns suggests that the pentadactyl state has been achieved through modification of an ancestral Turing-type mechanism.
