共同的祖先基因导致蜘蛛和昆虫的身体分割

eLife的一项研究表明，科学家已经确定了一个控制蜘蛛发育过程中分割的关键基因，这一基因揭示了与昆虫分割控制的进一步相似性。

该研究表明，Sox基因在蜘蛛中被复制，然后可能已经取代了仍然用于昆虫分割的另一个相关Sox基因的功能，揭示了允许如此多样化的动物构建它们的进化秘密。身体。

分割是节肢动物中必不可少的发育过程，涉及形成具有不同功能的身体节段。在昆虫中，这种情况以两种方式发生 - 或者所有节段几乎同时制作，或者指定身体前部的一些节段，例如头部，然后在后面添加后段，这类似于在大多数其他节肢动物，如蜘蛛。

“我们对各种昆虫的分割调控有了详细和不断增长的理解，但先前的研究表明，一些不同的遗传机制被用于在蜘蛛胚胎中产生片段，”主要作者Christian Paese博士说。英国牛津布鲁克斯大学动物发育和形态学小组的学生。“在昆虫中，SoxB基因Dichaete参与分割。在蜘蛛Parasteatoda tepidariorum中鉴定了一系列Sox基因，我们想知道它们是否也在这些动物的分割过程中起作用。”

该团队首先研究了不同Sox基因在蜘蛛胚胎中的使用位置。他们确定Sox21b-1是由母蜘蛛提供的，其活动模式表明它参与了分割。

为了进一步研究，他们使用RNA干扰沉默蜘蛛中的Sox21b-1基因并观察其对发育的影响。这表明该基因是蜘蛛中前段和后段的分割所必需的。在前部，Sox21b-1起着“间隙基因”的作用，这意味着它是在发育中开启的第一个基因之一，并指定同时形成一些腿部的腿部。在后部，Sox21b-1调节“片段添加区”，通过在Wnt和Delta-Notch途径中开启一组重要的发育基因(在多细胞中调节发育的细胞信号系统)，可以依次添加其他片段。生物)。

该团队还表明，Sox21b-1除了参与分割外，还在早期胚胎中调节细胞分裂。尽管Sox21b-1沉默对发育中的蜘蛛的躯干具有最显着的影响，导致缩短的胚胎缺失腿段，但它也影响头部区域的细胞命运，这需要进一步研究。

“我们对Sox21b-1的研究为节肢动物分割的进化和调控提供了重要的新见解，”资深作者，牛津布鲁克斯大学进化发育生物学教授Alistair McGregor总结道。“极为重要的是两个非常密切相关的SoxB基因参与了Parasteatoda tepidariorum蜘蛛和昆虫的分割，指出了Sox基因家族在无脊椎动物中的古老作用。检查Sox的任何分割作用将是有趣的。其他蜘蛛和蜘蛛的基因，包括那些没有经过基因组复制的基因。“

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