Insect Tc-six4 marks a unit with similarity to vertebrate placodes.
Insect Tc-six4 marks a unit with similarity to vertebrate placodes.
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昆虫 Tc-64 标记了一个与脊椎动物基板相似的单位
DOI：
10.1016/j.ydbio.2010.10.024
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发表时间：
2010
影响因子：
2.7
通讯作者：
Bucher
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Posnien;Koniszewski;Bucher
颅基板是发育中的脊椎动物头部的特化外胚层区域，其产生神经内分泌系统的神经和非神经细胞类型以及视觉、嗅觉和听觉系统的感觉器官。颅基板从panplacodal区域发展而来，该区域由眼睛缺失/Eya和两个“six homeobox”家族成员（sine oculis/six 1和six 4）的基因特异性标记。以往认为，颅板是脊椎动物进化的新产物。然而，来自非脊椎动物脊索动物的数据表明，在脊索动物祖先中已经进化出了基板状结构。在这里，我们确定了甲虫赤拟谷盗的胚胎头部的形态结构与基板状功能。它由泛基板标记Tc-six 4，Tc-eya和Tc-sine oculis/six 1（Tc-six 1）的直系同源物标记，并表达已知参与脊椎动物腺垂体基板发育的几个基因。此外，它有助于表皮和神经组织。我们确定Tc-six 4作为这种结构的特异性标记，我们称之为昆虫头部基板。最后，我们揭示了泛板基因Tc-six 4，Tc-eya和Tc-six 1的调控基因网络，并确定它们为头部表皮图案化基因。我们在昆虫中发现的基板状结构表明，基板前体已经存在于双侧动物的最后一个共同祖先中。
Cranial placodes are specialized ectodermal regions in the developing vertebrate head that give rise to both neural and non-neural cell types of the neuroendocrine system and the sense organs of the visual, olfactory and acoustic systems. The cranial placodes develop from a panplacodal region which is specifically marked by genes of the eyes absent/eya and two “six homeobox” family members (sine oculis/six1 and six4). It had been believed that cranial placodes are evolutionary novelties of vertebrates. However, data from non-vertebrate chordates suggest that placode-like structures evolved in the chordate ancestor already. Here, we identify a morphological structure in the embryonic head of the beetle Tribolium castaneum with placode-like features. It is marked by the orthologs of the panplacodal markers Tc-six4, Tc-eya and Tc-sine oculis/six1 (Tc-six1) and expresses several genes known to be involved in adenohypophyseal placode development in vertebrates. Moreover, it contributes to both epidermal and neural tissues. We identify Tc-six4 as a specific marker for this structure that we term the insect head placode. Finally, we reveal the regulatory gene network of the panplacodal genes Tc-six4, Tc-eya and Tc-six1 and identify them as head epidermis patterning genes. Our finding of a placode-like structure in an insect suggests that a placode precursor was already present in the last common ancestor of bilaterian animals.
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