Homeobox on DNA -sekvenssi, joka on koodattu ilmentämään proteiinia, joka sitoutuu toiseen DNA: han ja säätelee sen ilmentymistapaa. Geenitutkijat löysivät homeoboxit 1980-luvulla, alun perin hedelmäkärpäsistä, jotka ovat genetiikan tutkittu organismi, ja myöhemmin myös muista organismeista, mukaan lukien yksinkertaiset ja yksisoluiset organismit. Näillä sekvensseillä on erittäin tärkeä rooli alkion kehityksessä, sillä ne määrittävät kuinka ja missä geenit ilmentyvät, ja ne kuuluvat joukkoon geneettisiä sekvenssejä, jotka osallistuvat geenien säätelyyn ja ilmentymiseen organismien kehittyessä.
Kotilaatikossa on tyypillisesti noin 180 emäsparia. Sen koodaamassa proteiinissa on noin 60 aminohappoa, ja se pystyy sitoutumaan DNA: han kytkeäkseen sen päälle tai pois päältä määrittäen, ilmentyykö se. Alkionkehityksen aikana homeobox kertoo soluille milloin ja mistä aloittaa tuotannon, kartoittaa organismin perusteet ja luo perustan kehittyneemmälle kehitykselle, kun solut erilaistuvat homeboxien ja muiden geenisekvenssien tuottamien proteiinien ohjauksessa.
Aluksi tutkijat epäilivät, että alkion kehityksen taustalla olevat säätelyprosessit olivat hyvin erilaisia eri lajien organismeissa, erityisesti vain kaukaisissa sukulaisissa. Näiden geenisekvenssien löytäminen osoitti, että organismit etanoista elefantteihin luottivat homeobokseihin DNA: nsa säätelemiseksi kehityksen aikana. Näiden sekvenssien virheet voivat myös johtaa kehityshäiriöihin, koska organismin kehitys hämmentyy ja piirteet ilmenevät väärissä paikoissa.
Useita ihmisen homeobox -geenejä on löydetty useista kromosomeista. Näitä sekvenssejä on tutkittu oppiakseen lisää niiden koodaamista proteiineista ja näiden proteiinien toiminnasta. Hedelmäkärpästen kaltaisten organismien tutkimusta voidaan soveltaa suoraan ihmisen genetiikkaan, koska monissa tapauksissa geenit toimivat samalla tavalla. Ymmärtäminen siitä, miten hedelmäkärpäsen kotelon muutokset vaikuttavat kehitykseen, voi antaa tietoa siitä, kuinka vastaavat muutokset voivat muuttaa tapaa, jolla ihmisalkio kehittyy.
Alkion kehitykseen liittyy monenlaisia prosesseja. Nämä geenit eivät ole ainoa määräävä tekijä, ja alkioihin voivat myös vaikuttaa ulkopuoliset tekijät, kuten altistuminen toksiineille, mikä voi johtaa epämuodostumiin, jotka johtuvat DNA -ekspression häiriöistä. Kehitykseen liittyvien lukemattomien monimutkaisuuksien ymmärtäminen auttaa tutkijoita ymmärtämään, mitä tapahtuu, kun kehitys menee pieleen ja miksi. Tätä voidaan soveltaa tutkimukseen, jonka tarkoituksena on käsitellä kehitysvirheitä ja pyrkiä estämään ne tulevaisuudessa.