Важность дозы гена хорошо известна. особенно в процессах развития, таких как формирование паттерна тела и рост конечностей, которые связаны с утонченным. скоординированным контролем активности множественных генов. Многие такие гены действуют вдоль градиентов, в которых пики генной активности достигаются в клетках определенных эмбриональных областей и затем снижаются в более дистально расположенных клетках, т.к. мРНК и белки диффундируют. Положение клеток внутри градиента часто отражается в степени клеточных реакций на градиентный фактор, но это имеет место не всегда. Напр., у личинок Drosophila клетки, ответственные за формирование крыла - крыловой имагинальный диск - растут в ответ на морфоген Decapentaplegic (DPP), но даже хотя уровни DPP формируют крутой градиент, клетки растут одинаково по всему диску, по-видимому, независимо от уровней DPP.

Вплоть до недавнего времени никто не знал почему. "There were various different explanations that people suggested, and there wasn't really very good support for any of them," объясняет Kenneth Irvine из Rutgers University. "It was sort of a dirty little secret in the field-we'd all just say that DPP patterns influence growth, but we sort of glossed over the fact that we really didn't know how this worked!" В надежде разрешить эту загадку, Irvine и graduate student Dragana Ragulja разработали систему генетического контроля, которая позволила им тонко манипулировать временем и степенью реакции на DPP на уровне, который ранее не был возможен.

Они создали трансгены для постоянно активированной формы рецептора DPP с вышестоящим активирующим элементом, который отвечает на связывание трансактиватора, слитого с доменом progesterone рецептора, экспрессируемого со второго трансгена. В присутствии активаторного соединения - аналога прогестерона RU486 - активируемый рецептор быстро продуцируется, стимулируя активацию DPP. Согласно Irvine, время является главным в онтогенетических исследованиях. "Most signaling pathways have some kind of feedback," сказал он "and so responses are dampened over time. And technically, because of the way these genetic experiments are done, people have only looked at long-term responses, where long-term is like two days after you turn on the pathway." Эта система, с др. стороны, делает возможной быструю и дозово-зависимую активацию гена, позволяя изучать более короткую временную шкалу. Работая с химерными животными - с генетически модифицированными клетками, расположенными в разных местах внутри крылового имагинального диска - Irvine and Ragulja оказались в состоянии манипулировать реакциями на градиент DPP и непосредственно наблюдать его влияние на рост клеток в разных регионах. Данные подтвердили, что существенным фактором для клеточного роста является не концентрация DPP, а скорее крутизна склона градиента, с ростом, возникающим тогда, когда соседние клетки обнаруживают заметные различия в уровнях активности DPP.

Группа Irvine's теперь использует ту же самую систему к др. зависимым от градиента молекулам, но Irvine добавляет, что имеется также значительный интерес и в др. группах, пытающихся достигнуть столь же впечатляющих модуляций чувствительности для интересующих их генов. "There's a number of different systems where it's nice to add this element of temporal control," говорит он, "and this is a pretty simple way to do it."