ホメオティック遺伝子と節足動物の頭：甲殻類および昆虫における唇の発現パターン、および分子剤、および変形した遺伝子

ショウジョウバエのホモロジー遺伝子のホモログのcDNA断片は、Labial（Lab）、Proboscipedia（PB）、および変形（DFD）が甲殻類のPorcellio Scaberから分離されています。頭部ホメオット複合体（HOX）遺伝子の蓄積ドメインは、甲殻類について以前に報告されていなかったため、In situハイブリダイゼーションを使用してP. Scaber胚のこれらの遺伝子の発現パターンを研究しました。P. Scaber Labホモログは、発展途上の第2の触角セグメントとその付属物で表現されています。甲殻類および昆虫の相同間のセグメントにおけるこの発現領域は、これら2つのグループの最後の共通の祖先でこのメタメアをラボ遺伝子が指定したことを示唆しています。P. Scaber PB遺伝子の発現ドメインは、2番目の触角セグメントの後部にあります。このドメインは、昆虫のそれとは対照的に、P。scaberの他のヘッド遺伝子のドメインと共同であり、それは後部口の虫の昆虫Pb遺伝子発現ドメインとは異なり、昆虫と甲殻類のパターンが独立して独立して進化したことを示唆しています。現代のチェリカレートに見られるものと同様のより広い先祖の領域。P. Scaber DFDは、下顎部とParagnaths（気管支に関連する腹側の口パート構造のペア）で発現し、下顎および上顎セグメントに発現がある昆虫とは異なります。したがって、PBと同様に、DFDは発散性HOX遺伝子の展開を示しています。下顎ヘッドの相同構造は、HOX遺伝子発現に関連する基礎となる発達プログラムの顕著な違いを示すと結論付けています。

cDNA fragments of the homologues of the Drosophila head homeotic genes labial (lab), proboscipedia (pb), and Deformed (Dfd) have been isolated from the crustacean Porcellio scaber. Because the accumulation domains of the head homeotic complex (Hox) genes had not been previously reported for crustaceans, we studied the expression patterns of these genes in P. scaber embryos by using in situ hybridization. The P. scaber lab homologue is expressed in the developing second antennal segment and its appendages. This expression domain in crustaceans and in the homologous intercalary segment of insects suggests that the lab gene specified this metamere in the last common ancestor of these two groups. The expression domain of the P. scaber pb gene is in the posterior part of the second antennal segment. This domain, in contrast to that in insects, is colinear with the domains of other head genes in P. scaber, and it differs from the insect pb gene expression domain in the posterior mouthparts, suggesting that the insect and crustacean patterns evolved independently from a broader ancestral domain similar to that found in modern chelicerates. P. scaber Dfd is expressed in the mandibular segment and paragnaths (a pair of ventral mouthpart structures associated with the stomodeum) and differs from insects, where expression is in the mandibular and maxillary segments. Thus, like pb, Dfd shows a divergent Hox gene deployment. We conclude that homologous structures of the mandibulate head display striking differences in their underlying developmental programs related to Hox gene expression.