脊椎動物の頭部の進化過程におけるホックスの遺伝子調節の保存と詳細化
M Manzanares1, H Wada, N Itasaki
1Division of Developmental Neurobiology, MRC National Institute for Medical Research, Mill Hill, London, UK.
マウスとチキの胚におけるアンフィオックス・ホックスの遺伝子調節要素の研究は,保存された神経管発現機構を明らかにした. これは,古代の規制要素が脊椎動物の祖先に進化して,頭蓋骨と顔の発達につながったことを示唆している.
科学分野:
- 発達生物学 発達生物学について
- 進化の遺伝学 進化の遺伝学
- 比較ゲノミクスとは
背景:
- 脊椎動物のホックス遺伝子は,無脊椎動物の親類と比較して,クラスター重複や拡張表現パターンのようなユニークな特徴を示しています.
- これらの新しい表現領域と機能の進化を理解することは,脊椎動物の起源を理解するために不可欠です.
研究 の 目的:
- 新しいホックス遺伝子発現領域と発達機能の進化を調査する.
- 脊椎動物の胚におけるアンフィオクサス・ホックス遺伝子の断片のシス調節活性をテストする.
主な方法:
- トランスジェニックマウスとチキの胚は,アンフィオクサス・ホックス群のゲノムDNA断片のシス調節活性をテストするために使用されました.
- 分析は,保存されたシス規制メカニズムと新しい規制要素の特定に焦点を当てた.
主要な成果:
- ニューラルチューブの遺伝子発現を制御する保存されたシス調節機構の証拠は,レチノ酸のシグナル依存を含む5億年以上にわたって存在しています.
- 脊椎動物特有の構造物,例えばニューラル・クライスト細胞,ニューロゲン・プラコード,枝状アーチにおける発現を駆動するアンフィオクサス・ホックスの遺伝子調節要素の識別.
- これらの要素が脊椎動物の胚で機能することを証明した.
結論:
- 神経管内のホックス遺伝子発現のシス調節メカニズムは,脊椎動物と無脊椎動物のコード生物の進化において高度に保存されています.
- 脊椎動物の頭蓋骨顔面パターンの進化は,ホックス遺伝子クラスター内のシス調節要素の詳細な記述を含んでいた.
- この研究は,脊椎動物の発達遺伝子調節の深い進化的起源についての洞察を提供します.
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