1990年，加州大学圣地亚哥分校(University of California San Diego)生物学家威廉·麦金尼斯(William McGinnis)进行了一项开创性的实验，帮助科学家解开了被称为Hox基因的高级控制基因是如何塑造我们的外貌特征的。“麦金尼斯实验”帮助我们理解了Hox基因在决定从人类到黑猩猩再到苍蝇的物种外表一致性方面的作用。

McGinnis是细胞与发育生物学(Cell and Developmental Biology)的荣誉退休教授，曾任生物科学学部(Division of Biological Sciences)院长，他帮助发现了一个被他称为“同源盒”(homeobox)的DNA区域，这是基因内部指导解剖发育的序列。自从著名的McGinnis实验以来，进化和发育生物学家一直在思考这些具有高度影响力的Hox基因是如何决定不同身体区域的身份的。

30多年后，由加州大学圣地亚哥分校博士后学者Ankush Auradkar领导的一项研究发表在11月10日的《科学进展》(Science Advances)杂志上，该研究帮助回答了关于Hox基因功能的问题。该研究的共同作者McGinnis和资深研究作者Ethan Bier指导了这项研究。

McGinnis现在已经成为教科书的实验测试了人类或小鼠Hox基因产生的蛋白质是否可以在果蝇中发挥作用。在这些脚步声后,这项新研究利用现代CRISPR基因编辑调查是否Hox基因功能的各个方面,既包括蛋白质编码和控制区域,可以取代在一个共同的实验室果蝇(黑腹果蝇)与其对应的一个罕见的夏威夷表弟(果蝇mimica),它有一张非常不同的脸。

这个被讨论的基因，proboscipedia，将会清楚地显示自己，因为它指导了截然不同的嘴部的形成——D. mel的嘴部光滑而海绵状，而D. mim的嘴部则更像烧烤(类似于科幻电影《捕食者》中的外星人的脸)。

研究合著者艾米丽·巴尔杰首先从夏威夷火山国家公园收集了出了名的难以繁殖的D. mim样本，以及已知昆虫吃的唯一本地水果(无Sapindus saponaria -夏威夷皂果)，以便在比尔的实验室建立一个临时殖民地。Auradkar随后与合著者Sushil Devkota合作破译了D. mim长喙百科全书基因的基因组序列，该基因有近44,000个碱基长。然后，研究人员删除了D. mel proboscipedia基因，并用相同基因的D. mim版本取而代之。

正如McGinnis所预测的那样，新的结果显示，D. mel优雅的面部结构比D. mim粗糙的面部特征“胜出”。然而，D. mim的一个特征在实验中确实显现出来了:D. mel中从面部伸出的被称为上颌触须的感觉器官，与D. mim中进食的口器平行。奥拉德卡使用复杂的基因工具来确定这种差异的基础，并追踪到喙部基因激活模式的变化(控制区域的变化)。

这个实验的结果帮助回答了一个长期存在的问题，即Hox基因是否作为支配生物体不同身体部位的“主控”调节基因发挥作用。或者，正如McGinnis所提出的，Hox基因是否提供了抽象的位置编码，并作为下游基因的支架，对生物体最有利。除了上颌触部，新的研究结果证明McGinnis的支架理论是正确的。

McGinnis说，除了对进化生物学的影响，研究结果还可以帮助解释植根于人类基本遗传过程的发育问题。

Bier说:“这些苍蝇研究为深入进化时间提供了一扇窗，并告诉我们在进化过程中身体计划改变的机制。”“这些见解可能会使我们更好地理解与人类先天缺陷有关的过程。随着强大的基于crispr的人类治疗基因组编辑系统即将问世，新的策略可能会被制定出来，以减轻这些常常使人衰弱的疾病的一些影响。”