EGFRシグナル伝達は、カスタネウムのトリボリウムの胚の脚の遠位および内側の運命を調節します

前後の体軸に垂直な近位距離軸を生成するメカニズムの進化は、節足動物の進化の重要なイベントであり、多機能肢の形成を促進しました。現存する節足動物における近位肢のパターン形成の研究は、近位軸軸の起源と進化に関する洞察を提供することができます。ショウジョウバエのメラノガスターでは、近位距離パターンは主にWG/DPPシグナル伝達によって組織されています。EGFRシグナル伝達も関与していますが、遅い段階と遠位脚部（TARSUSおよびPRETARSUS）に制限されています。ここでは、カスカニウムのカブトムシの脚の発達における表皮成長因子受容体（EGFR）、SPITZ（SPI）、および尖った（PNT）の役割を研究します。EGFRシグナル伝達は、D。melanogasterよりもT. castaneumでより複雑な役割を果たしており、遠位脚に必要であるだけでなく、内側脚（大腿骨と脛骨を含む）の形成にも関与していることを示しています。EGFRとSPIは、クローレス（CLL）、遠位レス（DLL）、およびダックスフント（DAC）の調節に必要であり、RNAIは肥厚し融合した脚のセグメントにつながります。興味深いことに、EGFRシグナル伝達によるDLLおよびDACの調節は、転写因子PNTによって媒介されないため、CLL調節におけるその役割と機能的には別のように見えます。これは、EGFRシグナル伝達が近接軸パターニングに別々のメディエーターを備えた二重の役割を持っていることを示唆しています。CLLのような遠位因子の調節は進化的に保存されていますが、DLLとDACの調節は、WG/DPPシグナル伝達と並行または冗長に機能するように見えます。

The evolution of a mechanism to generate a proximal-distal axis perpendicular to the anterior-posterior body axis was a key event in arthropod evolution and facilitated the formation of multi-functional limbs. The study of proximodistal limb patterning in extant arthropods can provide insight into the origin and evolution of the proximal-distal axis. In Drosophila melanogaster, proximal-distal patterning is mainly organized by Wg/Dpp signaling. Egfr signaling is also involved, but is restricted to late stages and distal leg parts (tarsus and pretarsus). Here we study the role of Epidermal growth factor receptor (Egfr), spitz (spi), and pointed (pnt) in leg development in the beetle Tribolium castaneum. We show that Egfr signaling has a more complex role in T. castaneum than in D. melanogaster and is not only required in the distal leg, but is also involved in formation of the medial leg (including femur and tibia). Egfr and spi are required for the regulation of clawless (cll), Distal-less (Dll) and dachshund (dac), and RNAi leads to thickened and fused leg segments. Intriguingly, regulation of Dll and dac by Egfr signaling appears functionally separate from its role in cll regulation, because it is not mediated by the transcription factor Pnt. This suggests that Egfr signaling has a dual role with separate mediators in proximodistal axis patterning. While the regulation of distal factors like cll is evolutionarily conserved, regulation of Dll and dac appears to function in parallel or redundant with Wg/Dpp signaling, thus providing a possible explanation why this role is less evolutionarily conserved in the insects.