计算机科学先驱艾伦·图灵1952年首次提出自然界中出现复杂、不规则图案的机制，图灵模式已经在物理和化学中被验证，越来越多的证据表明它也存在于生物系统中。
日前《合成生物学》报道，西班牙进化生物学研究所的研究者在实验室中对大肠杆菌进行微调，使菌落呈现出图灵模式。该研究提供了一种新的概念框架，在微生物群落乃至其他生物群落中创建类似图灵模式。
研究者通过设计不同的合成基因电路使大肠杆菌遵循不同的指令，从而实现局部激活远程抑制。改造后的大肠杆菌系统由三部分组成：一组正常分裂和扩散的规则大小的细胞；一组不能分裂或扩散的细长细胞；一种被称为内酯的分子，有助于调节大肠杆菌中的基因表达，使它们能够通过群体感应进行交流。
观察这个特殊群体的生长和进化情况，研究者发现，菌落形状由最初的圆形不断向外扩展，在边缘周围规则地长出间隔的“分支”，就像花瓣盛开的花，这与图灵的理论相符。从本质上来说，研究通过改变细胞分裂、细胞之间的黏附力和远距离通信能力(群体感应)，控制群体决策。
相关论文信息：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.0c00318
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