在新螈中进行的多基因敲除实验揭示了5′ Hox基因在前后轴及近端-远端轴方向上的肢体发育中的新功能

《Developmental Dynamics》：Multiple gene knockouts in newts reveal novel functions of 5′ Hox genes in limb development along the anterior–posterior and proximal–distal axes

肢体再生中5' Hox基因功能研究：通过CRISPR-Cas9技术敲除蝾螈Hox9、Hox10、Hox11基因，发现单个敲除Hox9/H10/H12未引起骨骼异常，而Hox11敲除导致四肢后肢与前肢骨骼结构缺陷。复合敲除Hox9/H10特异性破坏后肢stylopod和anterior zeugopod/autopod，揭示Hox9/H10冗余调控后肢基节形成，Hox11独立调控后肢中后部结构。

　　

摘要

背景

5' Hox基因在小鼠的近端-远端和前-后轴上的肢体形态形成中起着关键作用。然而，这些基因在四足动物中的功能保守性仍不清楚。我们之前发现，蝾螈的Hox13基因在肢体发育和再生过程中对于指（趾）的形成至关重要。相比之下，其他5' Hox基因（Hox9–Hox12）在蝾螈中的功能尚未明确。因此，我们利用CRISPR–Cas9技术生成了5' Hox基因敲除的蝾螈（Pleurodeles waltl）。

结果

Hox9、Hox10和Hox12的单独敲除导致各自对应的同源基因发生突变；然而，这些蝾螈的肢体骨骼没有出现明显异常。相比之下，Hox11基因敲除的蝾螈在前肢和后肢的后足节和自足节中出现了骨骼缺陷。此外，Hox9和Hox10的联合敲除导致后肢的柱足节和前足节/自足节结构显著缺失。

结论

这些结果表明，Hox9和Hox10基因在后肢的柱足节形成过程中具有冗余调节作用。此外，Hox9/Hox10基因和Hox11基因分别参与后肢前足节/自足节前部和后部的发育。在蝾螈中发现这些新的5' Hox基因功能表明，这些基因在四足动物肢体发育中的功能具有多样性。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。