وقتی به بدن انسان نگاه می‌کنیم، همه‌چیز منظم و هدفمند به نظر می‌رسد؛ قلب در جای درست، مغز در جمجمه، ریه‌ها در قفسه سینه و میلیاردها سلول که هرکدام می‌دانند دقیقاً باید چه کار کنند. اما پشت این نظم حیرت‌انگیز یک سؤال اساسی پنهان است: سلول‌ها اصلاً از کجا می‌فهمند که در کدام نقطه از بدن قرار گرفته‌اند و چه نقشی باید ایفا کنند؟ این پرسشی است که دانشمندان سال‌هاست در شاخه‌هایی مثل زیست‌تکوین (developmental biology)، ژنتیک و نوروبیولوژی به آن جواب می‌دهند؛ پاسخی که ترکیبی از «کد ژنتیکی»، «سیگنال‌های شیمیایی» و «نقشه‌های موقعیتی» در بافت‌های در حال رشد است.
در مراحل اولیه رشد جنینی، بدن انسان در واقع از یک توده سلولی ساده شروع می‌شود. اما همین سلول‌های ظاهراً مشابه، به‌تدریج سرنوشت‌های کاملاً متفاوتی پیدا می‌کنند: برخی به سلول‌های عصبی تبدیل می‌شوند، بعضی سلول‌های پوستی را می‌سازند، گروهی دیگر وارد مسیر ساخت عضله، خون یا استخوان می‌شوند. کلید این تنوع، در «سیگنال‌های موقعیتی» (positional information) نهفته است؛ یعنی ترکیبی از مولکول‌ها و گرادیان‌های شیمیایی که به سلول می‌گویند: «تو اینجایی، پس باید این‌طور رفتار کنی.»
یکی از مهم‌ترین این سازوکارها، وجود «مورفوژن‌ها»ست؛ مولکول‌هایی که از یک نقطه خاص ترشح می‌شوند و هرچه از منبع‌شان دورتر شویم، غلظت آن‌ها کمتر می‌شود. سلول‌ها با اندازه‌گیری همین غلظت، تشخیص می‌دهند چقدر به منبع نزدیک‌اند و بر اساس آن، ژن‌های خاصی را روشن یا خاموش می‌کنند. نتیجه این است که سلول‌ها در نقاط مختلف یک بافت، هویت‌ها و نقش‌های متفاوتی پیدا می‌کنند و به‌طور جمعی شکل اندام‌ها را طراحی می‌کنند.
در کنار مورفوژن‌ها، «ژن‌های هاکس (Hox genes)» هم مانند نوعی «GPS ژنتیکی» عمل می‌کنند و به سلول‌ها کمک می‌کنند جای خود را در محورهای اصلی بدن (مثلاً بالا–پایین یا جلو–عقب) تشخیص دهند. این ژن‌ها تعیین می‌کنند که مثلاً در یک محور، کدام ناحیه تبدیل به سر، کدام تبدیل به قفسه سینه و کدام تبدیل به اندام‌های حرکتی شود. هر اختلال در این ژن‌ها می‌تواند به ناهنجاری‌های شدید در شکل بدن منجر شود.
دانشمندان امروز می‌دانند که سلول‌ها نه‌تنها در طول رشد جنینی، بلکه حتی در زندگی روزمره ما هم دائماً از محیط اطراف‌شان «سرنخ موقعیتی» دریافت می‌کنند؛ از جمله تماس با سلول‌های همسایه، سیگنال‌های شیمیایی خون و حتی سختی یا نرمی بافتی که روی آن قرار دارند. این نقشه دقیق و پیچیده باعث می‌شود هر سلول بداند کجا ایستاده و چه وظیفه‌ای بر عهده دارد؛ از ترمیم زخم تا ارسال پیام عصبی و تولید هورمون.