時計と遺伝子カスケードでのパターン化：脊椎動物と昆虫の体計画のセグメンテーションと地域化

振動および連続プロセスは、多くの胚組織の空間パターン化に関係しています。たとえば、分子時計は、脊椎動物と昆虫の分節境界を区別し、植物の横方向の根形成を媒介しますが、連続遺伝子活性は、昆虫神経芽細胞、脊椎動物の神経管、脊椎動物の四肢、昆虫および椎体軸の地域的アイデンティティの仕様に関与しています。これらのプロセスは、さまざまな組織や生物で行われるため、共有する一般的なテーマと戦略の問題が発生します。この記事では、動物の身体計画の前後（AP）軸の周期的および連続的な遺伝子活性の空間的調節に依存する2つのプロセスをレビューします。これらのプロセスは、脊椎動物と昆虫の2つの異なる門に属する種で研究しています。2つの遠い関連する系統（節足動物と脊椎動物）に属する種の2つの異なるプロセス（セグメンテーションと地域化）を対比することにより、振動および連続遺伝子活性によるパターン化の深い論理を解明します。さらに、これらの生物のいくつか（たとえば、フルーツフライのショウジョウバエ）では、APパターニングのモードが進化し、振動や連続遺伝子活性に明白に依存していないように思われ、パターン形成メカニズムの進化を研究する機会を提供します。

Oscillatory and sequential processes have been implicated in the spatial patterning of many embryonic tissues. For example, molecular clocks delimit segmental boundaries in vertebrates and insects and mediate lateral root formation in plants, whereas sequential gene activities are involved in the specification of regional identities of insect neuroblasts, vertebrate neural tube, vertebrate limb, and insect and vertebrate body axes. These processes take place in various tissues and organisms, and, hence, raise the question of what common themes and strategies they share. In this article, we review 2 processes that rely on the spatial regulation of periodic and sequential gene activities: segmentation and regionalization of the anterior-posterior (AP) axis of animal body plans. We study these processes in species that belong to 2 different phyla: vertebrates and insects. By contrasting 2 different processes (segmentation and regionalization) in species that belong to 2 distantly related phyla (arthropods and vertebrates), we elucidate the deep logic of patterning by oscillatory and sequential gene activities. Furthermore, in some of these organisms (e.g., the fruit fly Drosophila), a mode of AP patterning has evolved that seems not to overtly rely on oscillations or sequential gene activities, providing an opportunity to study the evolution of pattern formation mechanisms.