發育與模式生物遺傳學

Hox基因

Hox基因是同源異形基因中一個特殊的家族,它們像沿身體主軸排布的里程碑,告訴細胞它們距頭尾兩端有多遠,從而決定在那裡該構建什麼——這裡是頸部,那裡是胸廓,末端是尾巴。它們是賦予動物前後順序的「地址系統」。

值得注意的是,Hox基因在染色體上成簇排列,其順序與它們所控制的身體區域順序一致,這一特性稱為共線性:位於基因簇一端的基因為頭部劃分模式,越往後的基因則為越靠後的區域劃分模式。它們在時間和空間上也大致按此順序表達,因此染色體上的排布反映了解剖結構。

相同的、共享同源框的Hox基因簇,從昆蟲到人類的各種動物中都存在,這是「多樣的身體藍圖是透過改動一套高度保守的古老工具箱而建成」這一觀點最有力的證據之一。Hox基因在何處、何時起作用的變化,是諸如攜帶腿或翅的體節數目等重大差異的根源。

在蛇類中,軀幹模式化Hox活性的擴展區域,與它們長長的、佈滿肋骨的身體以及頸部和肢體區域的喪失相關。

Hox邊界的移動會重塑身體的區域劃分方案。

果蠅只有一個Hox基因簇,而哺乳動物有四個(源於古老的全基因組複製事件),這使脊椎動物擁有一套更大、且部分功能冗餘的模式化基因。

又稱
homeobox cluster geneHox同源框基因Hox同源框基因