生物形态形成学是一门研究组织细胞如何发展和分化，从而形成各种各样模式和形态物种的学科。寻找生物体形态的决定机制一直是发育生物学家感兴趣的课题但至今仍悬而未决。1952年英国著名数学家阿兰・ 图灵(Alan Mathison Turing)发表了一篇奠基性的文章，提出了生物分子的化学扩散梯度决定了生物形态发生的数学模型。据此理论，后来很多发育信号分子被陆续发现并被证明它们在生物体形态发生过程中发挥重要作用。不过，最近几年，已经有研究暗示生物机械力也涉及生物体形态发生的决定过程，但一直缺乏确切的实验证据支持。

海洋生命学院“海洋生物遗传学与育种”教育部重点实验室董波教授与英国剑桥大学卡文迪许实验室Edouard Hannezo博士合作提出了一个在生物管腔内表面形成跨越细胞间的周期性有序排列的微丝束结构的生物物理模型。这个模型很好地预测出了微丝束的形成过程、方向性以及周期性（微丝束间的距离）。更为重要的是，论文作者进一步通过遗传细胞发育生物学技术途径在生物体内验证这一模型，并证实了这些具有自组织特性、跨越细胞间的微丝束在生物管腔形成过程中的生物学角色和功能。这一研究证实除了化学信号分子，生物机械力也是生物体内形成特定形态结构的重要决定因素。该成果对于人们理解生物体形态发生的机制提供了新视角。

以上研究成果于7月15日发表于美国科学院院刊（PNAS）。鉴于这一发现的新颖性和潜在的普适性，PNAS还在同期为该文配发了该领域著名科学家以色列威茨曼研究所的Nir Gov和美国西北大学Greg J. Beitel教授合写的评论文章。评价该文“提出了一个全新的模型，对于理解生物机械力和细胞外基质对生物形态发生的影响具有重要参考价值”，“是实验生物学和数学物理模型的完美结合，具有很高的欣赏性”。

董波与Edouard Hannezo为论文的共同第一作者及共同通讯作者。英国牛津大学、法国居里物理化学研究所以及日本理化学研究所的研究人员也参与了该项目的研究。该研究得到了中国海洋大学筑峰工程人才计划项目和山东省泰山学者海外特聘专家的资助。