後頭脳のセグメンテーションのホックス制御ネットワークは,脊椎動物の基礎まで保存されています

科学分野:

• 発達生物学 発達生物学とは
• 進化生物学の進化生物学について
• 遺伝学 遺伝学とは

背景:

• の脊椎動物における頭部パターンは,後脳セグメンテーションとホックス遺伝子発現ドメインを結びつける保存された遺伝子調節ネットワークに依存しています.
• 非脊椎動物である帯動物は,ネストされた軸性ホックス表現を示すが,後頭脳のセグメンテーションが欠け,発達戦略の相違を示唆している.
• のない魚である海は,基礎的な系統遺伝的位置にあるため,脊椎動物の起源に関するユニークな視点を提供します.

研究 の 目的:

• 海ののホックス遺伝子発現の基礎となる規制ネットワークと,後頭脳のセグメンテーションとの関係を調査する.
• を持つ脊椎動物とのない脊椎動物の頭部パターニングに関与する規制要素と転写因子の進化的保存を探求する.
• ホックス遺伝子発現と後頭脳のセグメンテーションの結合が古代の脊椎動物の特徴であるかどうかを判断する.

主な方法:

• を持つ脊椎動物とのない脊椎動物の間の規制要素の種間比較のための新しいツールを使用しました.
• 様々なギナトストームの調節領域を,ランプレの後頭脳でセグメンタルレポーター発現を誘導する能力についてテストした.
• クライスラー (Mafba) とクロックス20 (Egr2a) などの特異的な転写インプットの要求を,ランプレイとゼブラフィッシュの両方で分析しました.
• ランプレイから保存されたエクソニックHox2増強剤を分離し,特徴づけました.

主要な成果:

• アップストリームレギュレータの深い保全と,とのない脊椎動物における強化要素のセグメンタル活動が実証されています.
• gnathostomeの調節領域が,の後脳におけるセグメンタルレポーター発現を駆動することができ,保存された転写入力が必要であることを示した.
• ランプリのホックス遺伝子は,ダイナミックでセグメンタルに制限された発現領域を示すことが確認されました.
• ロンボメア2と4のセグメンタル発現を誘発するランプリのHox2増強剤を特定しました.

結論:

• ホックス遺伝子発現と後頭脳のセグメンテーションの結合は,脊椎動物の系統の基礎に由来する古代の特徴です.
• この古代の規制メカニズムは,脊椎動物の進化の初期に,定義されたホックスコードを持つロンボメリック区画を確立した可能性が高い.
• 保存された規制要素と転写因子要件は,脊椎動物の頭部発達の深い進化史を強調しています.