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官和系统中的发育过程中都出现。研究人员鉴定各种类型脊髓细胞发育过程所涉及的一组基因——脊髓中只有10－100种细胞。在胚胎发育早期，通过模式形成（pattern formation）机制，这些细胞能够很快产生，然后在中枢神经系统形成功能性神经通路时慢慢成熟。弄清模式形成机制对于最终利用干细胞进行医学研究和疾病治疗至关重要。研究人员的理想是研制出一种“转录网络模型”（transcriptional network model），以刺激模式形成过程中所有的复合体和相互作用步骤。模式形成的大部分步骤发生在胚胎发育最早期的极短暂时间内。比如说，小鼠所有的细胞类型在胚胎发育的头12天（人类相应的是妊娠头三个月）即已完成，遗传机制指导DNA的翻译过程，控制不同类型细胞的形成。各种细胞在“组装”成为有功能的器官和系统之前即已存在。人类也具有相似的基本过程。实际上，这种过程是生命重要的、基本环节，在数百万年的进化过程中必须是保守的，广泛存在于脊椎动物中。充分掌握模式形成过程，在遇到脊髓损伤后，可以通过控制干细胞发育命运得到新的脊髓细胞。“分子医学”领域是当今发展速度最快的一个领域，有可能-某些在今天看来是绝症的疾病。“不清楚分子疾病的分子机制，很难-疾病，” Gross 说，“这也是我们现在努力的方向，我们已经掌握了模式形成过程中的几种关键成分。”
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