Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с генов Hox )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Нох гены , подмножество генов гомеобоксных , представляют собой группу родственных генов , которые задают области плана тела в качестве зародыша вдоль головки хвоста оси животных. Hox- белки кодируют и определяют характеристики «положения», обеспечивая формирование правильных структур в правильных местах тела. Например, гены Hox у насекомых определяют, какие придатки образуются на сегменте (например, ноги, усики и крылья у плодовых мушек), а гены Hox у позвоночных определяют типы и форму формируемых позвонков. У сегментированных животных Hox белки, таким образом, придают сегментарную или позиционную идентичность, но не образуют сами сегменты.

Исследования Hox-генов у личинок с ресничками показали, что они экспрессируются только в тканях будущих взрослых особей. У личинок с постепенным метаморфозом гены Hox активируются в тканях тела личинки, обычно в области туловища, которые будут поддерживаться в процессе метаморфоза. У личинок с полным метаморфозом Hox-гены экспрессируются в основном в ювенильных зачатках и отсутствуют в преходящих тканях личинок. Личинки полуохордовых видов Schizocardium californicum и личинки пилидиума Nemertea не экспрессируют Hox-гены. [1]

Аналогию генов Hox можно провести с ролью режиссера пьесы, который называет сцену, которую актеры должны разыграть следующей. Если режиссер называет сцены в неправильном порядке, весь спектакль будет представлен в неправильном порядке. Точно так же мутации в генах Hox могут привести к тому, что части тела и конечности окажутся в неправильном месте вдоль тела. Как и у постановщика пьес, гены Hox сами не участвуют в пьесе и не участвуют в формировании конечностей.

Белковый продукт каждого гена Hox представляет собой фактор транскрипции . Каждый ген Hox содержит хорошо законсервированную последовательность ДНК , известную как гомеобокс , сокращением которой изначально был термин «Hox». Однако в современном использовании термин Hox больше не эквивалентен гомеобоксу, потому что гены Hox - не единственные гены, обладающие гомеобоксической последовательностью: люди имеют более 200 генов гомеобокса, из которых 39 являются генами Hox. [2] [3] Hox-гены, таким образом, являются подмножеством генов факторов транскрипции гомеобокса. У многих животных организация Hox-генов в хромосоме такой же, как порядок их экспрессии вдоль передне-задней оси развивающегося животного, и, таким образом, говорят, что они проявляют колинеарность. [4] [5]

Биохимическая функция [ править ]

Продуктами Hox-генов являются Hox-белки. Hox-белки - это подмножество факторов транскрипции, которые представляют собой белки, которые способны связываться со специфическими нуклеотидными последовательностями на ДНК, называемыми энхансерами, посредством которых они активируют или репрессируют сотни других генов. Один и тот же белок Hox может действовать как репрессор для одного гена и активатор для другого. Способность Hox-белков связывать ДНК обеспечивается частью белка, называемой гомеодоменом . Гомеодомен представляет собой ДНК-связывающий домен длиной 60 аминокислот (кодируемый соответствующей последовательностью ДНК из 180 пар оснований, гомеобоксом ). Эта аминокислота последовательности складывает в «спираль-поворот-спираль» (т.е. гомеодоменовый раза) мотив, который стабилизируется третьей спиралью. Консенсусная полипептидная цепь показана ниже: [6] Hox-белки часто действуют в партнерстве с кофакторами, такими как белки PBC и Meis, кодируемые очень разными типами гена гомеобокса. [7] 

 Спираль 1 Спираль 2 Спираль 3/4 ______________ __________ _________________RRRKRTAYTRYQLLELEKEFLFNRYLTRRRRIELAHSLNLTERHIKIWFQNRRMKWKKEN.... | .... | .... | .... | .... | .... | .... | .... | .... | .... | .... | .... | 10 20 30 40 50 60

Сохранение [ править ]

Экспрессия Hox-генов в сегментах тела разных групп членистоногих . Гены Hox 7, 8 и 9 соответствуют в этих группах, но сдвинуты (за счет гетерохронии ) максимум на три сегмента. Сегменты с максиллопедами имеют ген Hox 7. У ископаемых трилобитов, вероятно, было три области тела, каждая с уникальной комбинацией генов Hox.

Гены гомеобокса и, следовательно, мотив гомеодоменного белка обнаруживаются у большинства эукариот . Hox-гены, являясь подмножеством генов гомеобокса, возникли совсем недавно в ходе эволюции в животном мире или Metazoa . В животном мире Hox-гены присутствуют через bilateria [8] (животные с четкой осью от головы к хвосту), а также были обнаружены у Cnidaria, таких как морские анемоны. [9] Это означает, что гены Hox возникли более 550 миллионов лет назад. У bilateria гены Hox часто располагаются в кластерах генов, хотя есть много исключений, когда гены были разделены хромосомными перестройками. [10] Сравнение последовательностей гомеодоменов между Hox белками часто обнаруживает большее сходство между видами, чем внутри вида; Это наблюдение привело к заключению, что кластеры Hox-генов произошли на ранних этапах эволюции животных из одного Hox-гена посредством тандемной дупликации и последующей дивергенции, и что прототипный Hox-генный кластер, содержащий по крайней мере семь разных Hox-генов, присутствовал у общего предка всех билатерианских животных. животные. [8] [11]

У большинства двусторонних животных Hox гены экспрессируются в шахматных доменах вдоль оси эмбриона голова-хвост, указывая тем самым, что их роль в определении положения является общей древней особенностью. [12] Функциональная консервация Hox-белков может быть продемонстрирована тем фактом, что муха может в значительной степени функционировать с куриным Hox-белком вместо своего собственного. [13] Таким образом, несмотря на наличие последнего общего предка, который жил более 550 миллионов лет назад, [14] версия одного и того же гена Hox для курицы и мухи достаточно похожи, чтобы нацеливаться на одни и те же гены, расположенные ниже по течению, у мух.

У дрозофилы [ править ]

Экспрессия гена гомеобокса (Hox) у Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster - важная модель для понимания генерации и эволюции строения тела. Общие принципы функции и логики Hox-генов, выясненные на примере мух, применимы ко всем двуединым организмам, включая человека. У дрозофилы , как и у всех насекомых, восемь Hox-генов. Они сгруппированы в два комплекса, оба из которых расположены на хромосоме 3. Комплекс Antennapedia (не путать сгеном Antp ) состоит из пяти генов: лабиальных ( lab ), хобосипедий ( pb ), деформированных ( Dfd ), половых. гребни уменьшены ( Scr ), и Antennapedia ( Antp). Комплекс Bithorax, названный в честь гена Ultrabithorax, состоит из оставшихся трех генов: Ultrabithorax ( Ubx ), abdominal-A ( abd-A ) и abdominal-B ( abd-B ).

Лабиаль [ править ]

Ген lab является наиболее экспрессируемым геном. Он выражен в голове, прежде всего во вставочном сегменте ( сегмент без придатка между антенной и нижней челюстью), а также в средней кишке. Утрата лабораторных функций приводит к неспособности эмбриона дрозофилы интернализовать структуры рта и головы, которые первоначально развиваются за пределами его тела (процесс, называемый инволюцией головы). Отсутствие инволюции головы приводит к нарушению или удалению слюнных желез и глотки. лабораторияген был первоначально назван так, потому что он разрушал губные отростки; тем не менее, ген lab не экспрессируется в губном сегменте, и фенотип губных придатков, вероятно, является результатом широкой дезорганизации, возникающей в результате неспособности инволюции головы. [15]

Хобосипедия [ править ]

Пб ген отвечает за формирование губных и челюстных щупиков. Некоторые данные показывают, что pb взаимодействует с Scr . [16]

Деформированный [ править ]

Ген Dfd отвечает за формирование верхнечелюстных и нижнечелюстных сегментов в голове личинки. [17] Мутантные фенотипы Dfd сходны с фенотипами лабиальных. Потеря функции Dfd в эмбрионе приводит к нарушению инволюции головы (см. Губной ген) с потерей личиночных структур головы. Мутации у взрослых включают либо делеции частей головы, либо преобразование головы в торакальную идентичность. [15]

Секс гребни уменьшены [ править ]

Ген Scr отвечает за развитие головного и грудного отделов у эмбрионов дрозофилы и взрослых особей. [18]

Антеннапедия [ править ]

Основная статья: Антеннапедия

Второй грудной сегмент, или Т2, развивает пару ног и пару крыльев. Ген Antp определяет эту идентичность, способствуя формированию ног и разрешая (но не активируя напрямую) формирование крыльев. Доминантная мутация Antp , вызванная хромосомной инверсией , вызывает экспрессию Antp в имагинальном диске антенн, так что вместо образования антенны диск образует ножку, в результате чего ножка выходит из головы мухи.

Дикий тип (слева), мутант Antennapedia (справа)

Ультрабиторакс [ править ]

Основная статья: Ультрабиторакс

Третий грудной сегмент, или T3, несет пару ног и пару жужжальцев (сильно уменьшенные крылья, которые уравновешивают во время полета). Ubx формирует T3 в основном за счет репрессии генов, участвующих в формировании крыльев. Лопасть крыла состоит из двух слоев клеток, которые плотно прилегают друг к другу и снабжаются питательными веществами через несколько жилок крыла. Один из многих генов, которые репрессирует Ubx, - пузырчатый, который активирует белки, участвующие в межклеточной адгезии, и spalt, который определяет расположение жилок крыльев. У мутантов Ubx с потерей функции Ubx больше не репрессирует гены крыльев, и жужжальцы развиваются как вторая пара крыльев, в результате чего появляются знаменитые четырехкрылые мухи. Когда Ubxмисэкспрессируется во втором грудном сегменте, как это происходит у мух с мутацией энхансера "Cbx", он репрессирует гены крыльев, и крылья развиваются как жужжальцы, в результате чего получается муха с четырьмя недоуздками. [ необходима цитата ]

Abdominal-A [ править ]

В дрозофилы , абд-А выражается вдоль большей части брюшной полости, из брюшных сегментов 1 (А1) до A8. Выражение abd-A необходимо для определения идентичности большинства сегментов брюшной полости. Основная функция abd-A у насекомых - подавлять формирование конечностей. У мутантов с потерей функции abd-A брюшные сегменты с A2 по A8 трансформируются в идентичность, более похожую на A1. Когда abd-A эктопически экспрессируется по всему эмбриону, все сегменты перед A4 трансформируются в брюшную идентичность, подобную A4. [15] Ген abd-A также влияет на формирование кутикулы в эктодерме., и паттерн образования мышц в мезодерме . [16]

Abdominal-B [ править ]

Ген abd-B транскрибируется в двух разных формах: регуляторный белок и морфогенный белок. Регуляторные abd-B подавляют эмбриональные вентральные эпидермальные структуры в восьмом и девятом сегментах брюшка дрозофилы . И регуляторный белок, и морфогенный белок участвуют в развитии хвостового сегмента. [16]

Классификация Hox-белков [ править ]

Также обычно предполагается, что белки с высокой степенью сходства последовательностей демонстрируют высокую степень функционального сходства, т.е. предполагается, что Hox-белки с идентичными гомеодоменами обладают идентичными ДНК-связывающими свойствами (если не известно, что дополнительные последовательности влияют на ДНК-связывание). Чтобы идентифицировать набор белков между двумя разными видами, которые, скорее всего, будут наиболее похожи по функциям, используются схемы классификации. Для белков Hox существуют три разные схемы классификации: на основе филогенетического вывода, на основе синтении и на основе сходства последовательностей. [19] Три схемы классификации предоставляют противоречивую информацию о Hox-белках, экспрессируемых в середине оси тела ( Hox6-8 и Antp, Ubx и abd-A). Комбинированный подход использовал основанную на филогенетических выводах информацию о различных видах и наносил типы последовательностей белков на филогенетическое дерево видов. Подход идентифицировал белки, которые лучше всего представляют предковые формы ( Hox7 и Antp ), и белки, которые представляют новые, производные версии (или были потеряны у предка и теперь отсутствуют у многих видов). [20]

Гены, регулируемые Hox-белками [ править ]

Hox-гены действуют на многих уровнях иерархии генов развития: на «исполнительном» уровне они регулируют гены, которые, в свою очередь, регулируют большие сети других генов (например, генный путь, образующий придаток). Они также напрямую регулируют так называемые гены-реализаторы или гены-эффекторы, которые действуют в нижней части такой иерархии, чтобы в конечном итоге сформировать ткани, структуры и органы каждого сегмента. Сегментация включает в себя такие процессы, как морфогенез (дифференциация клеток-предшественников в их конечные специализированные клетки), тесная ассоциация групп клеток со схожими судьбами, формирование структур и границ сегментов посредством запрограммированной гибели клеток и перемещение клеток оттуда, где они находятся. первенцы там, где они в конечном итоге будут функционировать,поэтому неудивительно, что гены-мишени Hox-генов способствуют делению клеток, клеточной адгезии,апоптоз и миграция клеток. [4]

Примеры таргов
ОрганизмЦелевой генНормальная функция целевого генаРегулируется
Дрозофилабез дистальногоактивирует генный путь формирования конечностейУЛЬТРАБИТОРАКС [21]

(подавляет без дистального отдела)

без дистальногоактивирует генный путь формирования конечностейАБДОМИНАЛ-А [21]

(подавляет без дистального отдела)

декапентаплегическийвызывает изменения формы клеток в кишечнике, которые

требуется для нормальной висцеральной морфологии

УЛЬТРАБИТОРАКС [22]

(активирует декапентаплегию)

жнецАпоптоз: локальная гибель клеток создает сегментарный

граница между верхней и нижней челюстями головы

ДЕФОРМИРОВАННАЯ [23]

(активирует жатку)

декапентаплегическийпредотвращает указанные выше клеточные изменения в более заднем

позиции

АБДОМИНАЛ-Б [22]

(подавляет декапентаплегию)

МышьEphA7Адгезия клеток: вызывает плотную ассоциацию клеток в

дистальная конечность, которая образует кости пальца, запястья и предплюсны

HOX-A13 [4]

(активирует EphA7)

Cdkn1aКлеточный цикл: дифференциация клеток миеломоноцитов в

моноциты (лейкоциты) с остановкой клеточного цикла

Hox-A10 [24]

(активирует Cdkn1a)

Последовательности энхансеров, связанные гомеодоменами [ править ]

Последовательность ДНК, связанная с гомеодоменным белком, содержит нуклеотидную последовательность TAAT, причем 5'- концевой Т является наиболее важным для связывания. [25] Эта последовательность консервативна почти во всех сайтах, распознаваемых гомеодоменами, и, вероятно, различает такие места, как сайты связывания ДНК. Пары оснований, следующие за этой начальной последовательностью, используются для различения гомеодоменных белков, каждый из которых имеет сходные сайты узнавания. Например, нуклеотид, следующий за последовательностью TAAT, распознается аминокислотой в положении 9 гомеодоменного белка. В материнском белке Bicoid это положение занимает лизин , который распознает и связывается с нуклеотидом гуанином . В Antennapedia эту позицию занимаетглутамин , который распознает аденин и связывается с ним . Если лизин в Bicoid заменяется глутамином, полученный белок распознает сайты энхансеров связывания Antennapedia. [26]

Однако все факторы транскрипции, содержащие гомеодомены, связывают по существу одну и ту же последовательность ДНК. Последовательность, связанная с гомеодоменом белка Hox, имеет длину всего шесть нуклеотидов, и такая короткая последовательность может быть случайно обнаружена много раз по всему геному, намного больше, чем количество фактических функциональных сайтов. Особенно для Hox белков, которые вызывают такие драматические изменения морфологии при неправильной экспрессии, возникает вопрос, как каждый фактор транскрипции может давать такие специфические и разные результаты, если все они связываются с одной и той же последовательностью. Одним из механизмов, который обеспечивает большую специфичность последовательности ДНК к Hox-белкам, является связывание белковых кофакторов. Двумя такими кофакторами Hox являются Extradenticle (Exd) и Homothorax (Hth).Exd и Hth связываются с белками Hox и, по-видимому, вызывают конформационные изменения в белке Hox, повышающие его специфичность.[27]

Регуляция Hox-генов [ править ]

Так же, как гены Hox регулируют гены-реализаторы, они, в свою очередь, регулируются другими генами. В дрозофилы и некоторых насекомых (но не большинство животных), гены Нох регулируются генами щелевых и генов-пара правил , которые , в свою очередь , регулируемых матерински-поставляемой мРНК . Это приводит к каскаду факторов транскрипции: материнские факторы активируют гены пробелов или парных правил; гены пробела и правила пар активируют гены Hox; затем, наконец, гены Hox активируют гены-реализаторы, которые заставляют сегменты в развивающемся эмбрионе дифференцироваться. Регулирование достигается за счет градиентов концентрации белка, называемых морфогенными полями.. Например, высокие концентрации одного материнского белка и низкие концентрации других активируют определенный набор генов пробелов или парных правил. У мух полоса 2 эмбриона активируется материнскими белками Bicoid и Hunchback, но подавляется белками Giant и Kruppel. Таким образом, полоса 2 будет формироваться только там, где есть Bicoid и Hunchback, но не там, где есть Giant и Kruppel. [28]

Нити микроРНК, расположенные в Hox-кластерах, как было показано, ингибируют большее количество передних Hox-генов («феномен задней распространенности»), возможно, чтобы лучше настроить паттерн его экспрессии. [29]

Было показано, что некодирующая РНК (нкРНК) в изобилии присутствует в кластерах Hox. У человека может присутствовать 231 нкРНК. Один из них, HOTAIR , заглушает транс (он транскрибируется из кластера HOXC и ингибирует поздние гены HOXD) за счет связывания с белками группы Polycomb (PRC2). [30]

Структура хроматина важна для транскрипции, но также требует, чтобы кластер выходил за пределы хромосомной территории . [31]

У высших животных, включая людей, ретиноевая кислота регулирует дифференциальную экспрессию Hox-генов вдоль переднезадней оси. [32] Гены на 3'-концах Hox-кластеров индуцируются ретиноевой кислотой, что приводит к появлению доменов экспрессии, которые простираются больше в передней части тела по сравнению с 5'-генами Hox, которые не индуцируются ретиноевой кислотой, что приводит к доменам экспрессии, которые остаются более задними.

Количественная ПЦР показала несколько тенденций в отношении колинеарности: система находится в равновесии, а общее количество транскриптов зависит от количества присутствующих генов в соответствии с линейной зависимостью. [33]

Коллинеарность [ править ]

У некоторых организмов, особенно у позвоночных, различные Hox-гены расположены очень близко друг к другу на хромосоме группами или кластерами. Порядок генов на хромосоме такой же, как экспрессия генов в развивающемся эмбрионе, причем первый ген экспрессируется на переднем конце развивающегося организма. Причина этой колинеарности еще не до конца понятна, но может быть связана с активацией Hox генов во временной последовательности путем постепенной распаковки хроматина вдоль кластера генов. На приведенной выше диаграмме показана взаимосвязь между генами и экспрессией белка у мух. [ необходима цитата ]

Номенклатура [ править ]

Гены Hox названы в честь гомеотических фенотипов, которые возникают, когда их функция нарушается, когда один сегмент развивается вместе с другим (например, ноги там, где должны быть антенны). Hox-генам в разных типах дали разные названия, что привело к путанице в номенклатуре. Дополнение Hox-генов у Drosophila состоит из двух кластеров, комплекса Antennapedia и комплекса Bithorax, которые вместе исторически назывались HOM-C (от Homeotic Complex). Хотя исторически гены HOM-C относились к гомологам Drosophila , тогда как гены Hox относились к гомологам позвоночных, это различие больше не проводится, и гены HOM-C и Hox называются Hox-генами. [ необходима цитата ]

In other species[edit]

Hox genes in various species

Vertebrates[edit]

Mice and humans have 39 Hox genes in four clusters:[34][35]

ClusterHuman ChromosomeGenes
HOXA@chromosome 7HOXA1, HOXA2, HOXA3, HOXA4, HOXA5, HOXA6, HOXA7, HOXA9, HOXA10, HOXA11, HOXA13
HOXB@chromosome 17HOXB1, HOXB2, HOXB3, HOXB4, HOXB5, HOXB6, HOXB7, HOXB8, HOXB9, HOXB13
HOXC@chromosome 12HOXC4, HOXC5, HOXC6, HOXC8, HOXC9, HOXC10, HOXC11, HOXC12, HOXC13
HOXD@chromosome 2HOXD1, HOXD3, HOXD4, HOXD8, HOXD9, HOXD10, HOXD11, HOXD12, HOXD13

The ancestors of vertebrates had a single Hox gene cluster,[36][37][citation needed] which was duplicated (twice) early in vertebrate evolution by whole genome duplications to give four Hox gene clusters: Hoxa, Hoxb, Hoxc and Hoxd. It is currently unclear whether these duplications occurred before or after divergence of lampreys and hagfish from the rest of vertebrates.[38] Most mammals, amphibians, reptiles and birds have four HOX clusters, while most teleost fish, including zebrafish and medaka, have seven or eight Hox gene clusters because of an additional genome duplication which occurred in their evolutionary history.[39][34] In zebrafish, one of the eight Hox gene clusters (a Hoxd cluster) has lost all protein-coding genes, and just a single microRNA gene marks the location of the original cluster.[40] In some teleost fish, such as salmon, an even more recent genome duplication occurred, doubling the seven or eight Hox gene clusters to give at least 13 clusters [41]

Main article: Hox genes in amphibians and reptiles

Hox genes, especially those of the HoxA and HoxD clusters, are implicated in the limb regeneration abilities of Amphibians and Reptiles.[42] In addition, one of the bat accelerated regions (analogous to human accelerated regions) called BAR116 is an enhancer that defines a unique expression pattern of HoxD genes in the fore and hind limbs, possibly playing a role in the evolution of wings.[43]

Amphioxus[edit]

Amphioxus such as Branchiostoma floridae have a single Hox cluster with 15 genes, known as AmphiHox1 to AmphiHox15.[44]

Other Invertebrates[edit]

Six Hox genes are dispersed in the genome of Caenorhabditis elegans, a roundworm.[8](fig. 3) Hydra and Nematostella vectensis, both in the Phylum Cnidaria, have a few Hox/ParaHox-like homeobox genes.[45][9] Hox gene expression has also been studied in brachiopods,[46] annelids, [47] and a suite of molluscs.[48]

History[edit]

The Hox genes are so named because mutations in them cause homeotic transformations. Homeotic transformations were first identified and studied by William Bateson in 1894, who coined the term "homeosis". After the rediscovery of Mendel's genetic principles, Bateson and others realized that some examples of homeosis in floral organs and animal skeletons could be attributed to variation in genes.

Definitive evidence for a genetic basis of some homeotic transformations was obtained by isolating homeotic mutants. The first homeotic mutant was found by Calvin Bridges in Thomas Hunt Morgan's laboratory in 1915. This mutant shows a partial duplication of the thorax and was therefore named Bithorax (bx). It transforms the third thoracic segment (T3) toward the second (T2). Bithorax arose spontaneously in the laboratory and has been maintained continuously as a laboratory stock ever since.[49]

The genetic studies by Morgan and others provided the foundation for the systematic analyses of Edward B. Lewis and Thomas Kaufman, which provided preliminary definitions of the many homeotic genes of the Bithorax and Antennapedia complexes, and also showed that the mutant phenotypes for most of these genes could be traced back to patterning defects in the embryonic body plan.

Ed Lewis, Christiane Nüsslein-Volhard and Eric F. Wieschaus identified and classified 15 genes of key importance in determining the body plan and the formation of body segments of the fruit fly D. melanogaster in 1980.[50] For their work, Lewis, Nüsslein-Volhard, and Wieschaus were awarded the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 1995.[51]

In 1983, the homeobox was discovered independently by researchers in two labs: Ernst Hafen, Michael Levine, and William McGinnis (in Walter Gehring's lab at the University of Basel, Switzerland) and Matthew P. Scott and Amy Weiner (in Thomas Kaufman's lab at Indiana University in Bloomington).

Future[edit]

Hox genes play critical roles in the development of structures such as limbs, lungs, the nervous system, and eyes. As T. R. Lappin and colleagues observed in 2006, "Evolutionary conservation provides unlimited scope for experimental investigation of the functional control of the Hox gene network which is providing important insights into human disease." In the future, more research can be done in investigating the roles of Hox genes in Leukaemia and cancer (such as EOC).[34]

See also[edit]

  • Homeobox
  • Homeotic gene
  • Hox genes in amphibians and reptiles
  • Morphogenesis
  • Discredited hypotheses for the Cambrian explosion (Section: Regulatory genes)

References[edit]

  1. ^ Hejnol, Andreas; Vellutini, Bruno C. (January 2017). "Larval Evolution: I'll Tail You Later…". Current Biology. 27 (1): R21–R24. doi:10.1016/j.cub.2016.10.057. PMID 28073016.
  2. ^ Holland, PWH; Booth, HAB; Bruford, EA (2007). "Classification of all human homeobox genes". BMC Biology. 5: 47. doi:10.1186/1741-7007-5-47. PMC 2211742. PMID 17963489.
  3. ^ Burglin, TR; Affolter, M (2016). "Homeodomain proteins: an update". Chromosoma. 125 (3): 497–521. doi:10.1007/s00412-015-0543-8. PMC 4901127. PMID 26464018.
  4. ^ a b c Pearson, JC; Lemons, D.; McGinnis, W. (2005). "Modulating Hox gene functions during animal body patterning". Nature Reviews Genetics. 6 (12): 893–904. doi:10.1038/nrg1726. PMID 16341070. S2CID 256216.
  5. ^ Carroll S. B. (1995). "Homeotic genes and the evolution of arthropods and chordates". Nature. 376 (6540): 479–85. Bibcode:1995Natur.376..479C. doi:10.1038/376479a0. PMID 7637779. S2CID 4230019.
  6. ^ http://www.csb.ki.se/groups/tbu/homeo/consensus.gif
  7. ^ Merabet, S; Galliot, B (2015). "The TALE face of Hox proteins in animal evolution". Frontiers in Genetics. 6: 267. doi:10.3389/fgene.2015.00267. PMC 4539518. PMID 26347770.
  8. ^ a b c de Rosa, Renaud; Grenier, Jennifer K.; Andreeva, Tatiana; Cook, Charles E.; Adoutte, André; Akam, Michael; Carroll, Sean B.; Balavoine, Guillaume (24 June 1999). "Hox genes in brachiopods and priapulids and protostome evolution". Nature. 399 (6738): 772–776. Bibcode:1999Natur.399..772D. doi:10.1038/21631. PMID 10391241. S2CID 4413694.
  9. ^ a b Ryan, JF; Mazza, ME; Pang, K; Matus, DQ; Baxevanis, AD; Martindale, MQ; Finnerty, JR (24 January 2007). "Pre-bilaterian origins of the Hox cluster and the Hox code: evidence from the sea anemone, Nematostella vectensis". PLOS ONE. 2 (1): e153. Bibcode:2007PLoSO...2..153R. doi:10.1371/journal.pone.0000153. PMC 1779807. PMID 17252055.
  10. ^ Ferrier, D. E.; Minguillón, C. (2003). "Evolution of the Hox/ParaHox gene clusters". The International Journal of Developmental Biology. 47 (7–8): 605–11. PMID 14756336.
  11. ^ McGinnis, W; Krumlauf, R (1992). "Homeobox genes and axial patterning". Cell. 68 (2): 283–302. doi:10.1016/0092-8674(94)90290-9. PMID 7913880. S2CID 39168197.
  12. ^ Gaunt, SJ (2018). "Hox cluster genes and collinearities throughout the tree of animal life". The International Journal of Developmental Biology. 62 (11–12): 673–683. doi:10.1387/ijdb.180162sg. PMID 30604837.
  13. ^ Lutz, B.; H.C. Lu; G. Eichele; D. Miller; T.C. Kaufman (1996). "Rescue of Drosophila labial null mutant by the chicken ortholog Hoxb-1 demonstrates that the function of Hox genes is phylogenetically conserved". Genes & Development. 10 (2): 176–184. doi:10.1101/gad.10.2.176. PMID 8566751.
  14. ^ Ayala, F.J.; A. Rzhetskydagger (20 January 1998). "Origin of the metazoan phyla: Molecular clocks confirm paleontological estimates". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 95 (2): 606–11. Bibcode:1998PNAS...95..606J. doi:10.1073/pnas.95.2.606. PMC 18467. PMID 9435239.
  15. ^ a b c Hughes, Cynthia L.; Kaufman, Thomas C. (2002). "Hox genes and the evolution of the arthropod body plan". Evolution and Development. 4 (6): 459–499. doi:10.1046/j.1525-142x.2002.02034.x. PMID 12492146.
  16. ^ a b c Brody, Thomas (1996). "The Interactive Fly".
  17. ^ Regulski M, McGinnis N, Chadwick R, McGinnis W (March 1987). "Developmental and molecular analysis of Deformed; a homeotic gene controlling Drosophila head development". EMBO J. 6 (3): 767–77. doi:10.1002/j.1460-2075.1987.tb04819.x. PMC 553462. PMID 16453752.
  18. ^ Pattatucci AM, Kaufman TC (October 1991). "The homeotic gene Sex combs reduced of Drosophila melanogaster is differentially regulated in the embryonic and imaginal stages of development". Genetics. 129 (2): 443–61. PMC 1204635. PMID 1683847.
  19. ^ Hueber S.D.; Weiller, G.F.; Djordjevic, M. A.; Frickey, T. (2010). "Improving Hox Protein Classification across the Major Model Organisms". PLOS ONE. 5 (5): e10820. Bibcode:2010PLoSO...510820H. doi:10.1371/journal.pone.0010820. PMC 2876039. PMID 20520839.
  20. ^ Hueber S.D.; Rauch J.; Djordjevic M.A.; Gunter H.; Weiller G.F.; Frickey T. (2013). "Analysis of central Hox protein types across bilaterian clades: On the diversification of central Hox proteins from an Antennapedia/Hox7-like protein". Developmental Biology. 383 (2): 175–185. doi:10.1016/j.ydbio.2013.09.009. PMID 24055174.
  21. ^ a b Vachon, G.; et al. (1992). "Homeotic genes of the bithorax complex repress limb development in the abdomen of the Drosophila embryo through the target gene Distal-less". Cell. 71 (3): 437–450. doi:10.1016/0092-8674(92)90513-C. PMID 1358457. S2CID 10977579.
  22. ^ a b Capovilla, M.; Botas, J. (1998). "Functional dominance among Hox genes: repression dominates activation in the regulation of dpp". Development. 125 (24): 4949–4957. PMID 9811579.
  23. ^ Lohmann, I.; McGinnis, N.; Bodmer, M.; McGinnis, W. (2002). "The Drosophila Hox gene Deformed sculpts head morphology via direct regulation of the apoptosis activator reaper". Cell. 110 (4): 457–466. doi:10.1016/s0092-8674(02)00871-1. PMID 12202035. S2CID 17464919.
  24. ^ Bromleigh, V. C.; Freedman, L. P. (2000). "p21 is a transcriptional target of HOXA10 in differentiating myelomonocytic cells". Genes Dev. 14 (20): 2581–2586. doi:10.1101/gad.817100. PMC 317001. PMID 11040212.
  25. ^ Gilbert, Developmental Biology, 2006
  26. ^ Hanes and Brent 1989, 1991
  27. ^ Mann, Richard S.; Lelli, Katherine M.; Joshi, Rohit (2009). Chapter 3 Hox Specificity: Unique Roles for Cofactors and Collaborators. Current Topics in Developmental Biology. 88. pp. 63–101. doi:10.1016/S0070-2153(09)88003-4. ISBN 9780123745293. PMC 2810641. PMID 19651302.
  28. ^ Small, S; Blair, A; Levine, M (Nov 1992). "Regulation of even-skipped stripe 2 in the Drosophila embryo". EMBO J. 11 (11): 4047–57. doi:10.1002/j.1460-2075.1992.tb05498.x. PMC 556915. PMID 1327756.
  29. ^ Lempradl, A; Ringrose, L (2008). "How does noncoding transcription regulate Hox genes?". BioEssays. 30 (2): 110–21. doi:10.1002/bies.20704. PMID 18200528. S2CID 53138.
  30. ^ Rinn, JL; Kertesz, M; Wang, JK; Squazzo, SL; Xu, X; Brugmann, SA; Goodnough, LH; Helms, JA; et al. (2007). "Functional Demarcation of Active and Silent Chromatin Domains in Human HOX Loci by Non-Coding RNAs". Cell. 129 (7): 1311–23. doi:10.1016/j.cell.2007.05.022. PMC 2084369. PMID 17604720.
  31. ^ Fraser, P; Bickmore, W. (2007). "Nuclear organization of the genome and the potential for gene regulation". Nature. 447 (7143): 413–7. Bibcode:2007Natur.447..413F. doi:10.1038/nature05916. PMID 17522674. S2CID 4388060.
  32. ^ Duester, G (September 2008). "Retinoic Acid Synthesis and Signaling during Early Organogenesis". Cell. 134 (6): 921–31. doi:10.1016/j.cell.2008.09.002. PMC 2632951. PMID 18805086.
  33. ^ Montavon; Le Garrec, JF; Kerszberg, M; Duboule, D (2008). "Modeling Hox gene regulation in digits: reverse collinearity and the molecular origin of thumbness". Genes Dev. 22 (3): 346–59. doi:10.1101/gad.1631708. PMC 2216694. PMID 18245448.
  34. ^ a b c Lappin, TR; Grier, DG; Thompson, A; Halliday, HL (January 2006). "HOX genes: seductive science, mysterious mechanisms". The Ulster Medical Journal. 75 (1): 23–31. PMC 1891803. PMID 16457401.
  35. ^ Scott, Matthew P. (13 November 1992). "Vertebrate homeobox gene nomenclature". Cell. 71 (4): 551–553. doi:10.1016/0092-8674(92)90588-4. ISSN 0092-8674. PMID 1358459. S2CID 13370372.
  36. ^ Garcia-Fernandez, J; Holland, PWH (1994). "Archetypal organisation of the amphioxus Hox gene cluster". Nature. 370 (6490): 563–6. Bibcode:1994Natur.370..563G. doi:10.1038/370563a0. PMID 7914353. S2CID 4329696.
  37. ^ Spagnuolo, A., Ristoratore, F., Di Gregorio, A., Aniello, F., Branno, M. & Di Lauro, R. (2003) Gene 309 , 71–79
  38. ^ Holland, LZ; Ocampo Daza, D (2018). "A new look at an old question: when did the second whole genome duplication occur in vertebrate evolution?". Genome Biology. 19 (1): 209. doi:10.1186/s13059-018-1592-0. PMC 6260733. PMID 30486862.
  39. ^ Hoegg, S.; Boore, J. L.; Kuehl, J. V.; Meyer, A. (2007). "Comparative phylogenomic analyses of teleost fish Hox gene clusters: lessons from the cichlid fish Astatotilapia burtoni". BMC Genomics. 8 (1): 317. doi:10.1186/1471-2164-8-317. PMC 2080641. PMID 17845724.
  40. ^ Woltering, Joost M; Durston, Antony J (1 June 2006). "The zebrafish hoxDb cluster has been reduced to a single microRNA". Nature Genetics. 38 (6): 601–602. doi:10.1038/ng0606-601. PMID 16736008. S2CID 41211603.
  41. ^ Mungpakdee, S; Seo, HC; Angotzi, AR; Dong, X; Akalin, A; Chourrout, D (2008). "Differential evolution of the 13 Atlantic salmon Hox clusters". Mol Biol Evol. 25 (7): 1333–43. doi:10.1093/molbev/msn097. PMID 18424774.
  42. ^ Mullen, L. M.; Bryant, S. V.; Torok, M. A.; Blumberg, B.; Gardiner, D. M. (1996). "Nerve dependency of regeneration: The role of Distal-less and FGF signaling in amphibian limb regeneration". Development (Cambridge, England). 122 (11): 3487–97. PMID 8951064.
  43. ^ Booker, BM; Friedrich, T; Mason, MK; VanderMeer, JE; Zhao, J; Eckalbar, WL; Logan, M; Illing, N; Pollard, KS; Ahituv, N (March 2016). "Bat Accelerated Regions Identify a Bat Forelimb Specific Enhancer in the HoxD Locus". PLOS Genetics. 12 (3): e1005738. doi:10.1371/journal.pgen.1005738. PMC 4809552. PMID 27019019.
  44. ^ Holland, LZ; et al. (2008). "The amphioxus genome illuminates vertebrate origins and cephalochordate biology". Genome Research. 18 (7): 1100–1111. doi:10.1101/gr.073676.107. PMC 2493399. PMID 18562680.
  45. ^ Gauchat, D; Mazet, F; Berney, C; Schummer, M; Kreger, S; Pawlowski, J; Galliot, B (25 April 2000). "Evolution of Antp-class genes and differential expression of Hydra Hox/paraHox genes in anterior patterning". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (9): 4493–8. doi:10.1073/pnas.97.9.4493. PMC 18262. PMID 10781050.
  46. ^ Gasiorowski, Ludwik; Hejnol, Andreas (2018). "Hox gene expression in postmetamorphic juveniles of the brachiopod Terebratalia transversa". bioRxiv. 10: 449488. doi:10.1101/449488. PMC 6325747. PMID 30637095.
  47. ^ Kulakova, Milana; Bakalenko, Nadezhda; Novikova, Elena; Cook, Charles E.; Eliseeva, Elena; Steinmetz, Patrick R. H.; Kostyuchenko, Roman P.; Dondua, Archil; Arendt, Detlev; Akam, Michael; Andreeva, Tatiana (2007). "Hox gene expression in larval development of the polychaetes Nereis virens and Platynereis dumerilii (Annelida, Lophotrochozoa)". Development Genes and Evolution. 217 (1): 39–54. doi:10.1007/s00427-006-0119-y. PMID 17180685. S2CID 7314266.
  48. ^ Lee, Patricia N.; Callaerts, Patrick; De Couet, Heinz G.; Martindale, Mark Q. (2003). "Cephalopod Hox genes and the origin of morphological novelties". Nature. 424 (6952): 1061–1065. Bibcode:2003Natur.424.1061L. doi:10.1038/nature01872. PMID 12944969. S2CID 4317828.
  49. ^ Gehring, Walter J. (1998). Master Control Genes in Development and Evolution: The Homeobox Story. Yale Univ. Press.
  50. ^ Nüsslein-Volhard, Christiane; Wieschaus, Eric (30 October 1980). "Mutations affecting segment number and polarity in Drosophila" (PDF). Nature. 287 (5785): 795–801. Bibcode:1980Natur.287..795N. doi:10.1038/287795a0. PMID 6776413. S2CID 4337658.
  51. ^ "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1995". Nobelprize.org.

Further reading[edit]

  • Hunt, Paul (1998). "The Function of Hox Genes". In Bittar, E. Edward (ed.). Developmental Biology. Elsevier. ISBN 978-1-55938-816-0.

External links[edit]

  • The Homeotic Selector Genes in Developmental Biology, 6th Edition by Scott F. Gilbert (2000) Published by Sinauer Associates, Inc. ISBN 0-87893-243-7.