動物の起源と化石記録

動物の系統樹

動物の多様性と体のデザイン

進化と発生：DNAの変化と多様性

ツールキット以前−オーガナイザ−，発生場，形原

ツールキット遺伝子

ショウジョウバエのツールキット

発生機能による遺伝子の分類／ホメオティック遺伝子と分節のアイデンティティ／ホメオボックス／場特異的セレクター遺伝子／コンパートメント（区画）セレクター遺伝子／細胞タイプ特異的セレクター遺伝子

体軸形成

ショウジョウバエの発生遺伝子の系統的研究／前後軸／背腹軸／ツールキット遺伝子の発現／ ツールキット遺伝子産物：転写因子とシグナル経路の構成要素／ツールキット遺伝子の多能性

動物間の遺伝子ツールキットの共有

Hox遺伝子

場，および細胞タイプ特異的なセレクター遺伝子／シグナル伝達経路：古典的なオーガナイザーと形原ツールキットと動物のデザイン

後生動物における遺伝子発現調節

遺伝子発現調節の階層の構造

一般的な特徴とアプローチ

調節論理・遺伝子の経路，回路，バッテリー，フィードバックループ，ネットワーク，関連性

モデル調節階層とそれを動かすキーになる遺伝子スイッチ

昆虫のボディプラン

卵から体節へ：前後軸の系

母性効果転写因子の勾配の生成／ギャップ遺伝子による転写活性化と相互調節／周期的ペア・ルール遺伝子発現の開始／ペア・ルールタンパク質によるセグメントポラリティー遺伝子の調節

分節遺伝子から一般的にわかったこと

背腹軸座標系

Hoxの基本プラン

二次場（secondary fields），前後軸座標系と背腹軸座標系の統合

肢の場／翅原基／唾液腺／神経と筋肉前駆細胞

二次場におけるパターン化：オーガナイザーのシグナルとセレクター遺伝子群

前後軸座標系／背腹座標系／ベスティジアル（vestigial）場−特異的セレクター遺伝子によるシグナルの統合

翅のパターン形成における，シグナルタンパク質とVg/Sdセレクタータンパク質による組合せ的調節

組織化シグナルに対する応答／Vg/Sdセレクター遺伝子の作用

二次場におけるHox遺伝子による調節階層の変化

脊椎動物のボディプラン

前後軸：体節形成と分節化

脊椎動物のHox基本プラン

脊椎動物の四肢の発生

前後軸に沿った肢芽の位置の決定

肢芽の伸長：背腹軸と前後軸方向における制御機構の階層性

遠近軸形成のためのオーガナイザーからのシグナルの統合と肢芽の場におけるHox遺伝子群の発現

主要な四肢骨の分化を調節する制御ネットワーク

セレクター遺伝子による前肢と後肢の個性を決める制御機構

まとめ：細胞の場における遺伝子発現を制御する一般的論理としくみ

遺伝子ファミリーの歴史

発生制御遺伝子の保存性：動物の祖先についての系統学的考察

遺伝子重複

動物系統樹に遺伝子重複をマップする

遺伝子の多様化

ツールキットはいつ整ったのか：最初の動物

ケーススタディー：Hox遺伝子複合体の進化

Hox複合体の拡張

ParaHox遺伝子：Hox遺伝子の姉妹複合体

昆虫のHox遺伝子の新しい機能

ツールキットの解釈：動物進化に関する推論

ツールキットの拡張と形態の複雑化

保存される遺伝子，保存される生化学的機能

保存された発生に関する機能：系統発生に関する考察から左右相称動物の祖先を再構築する

発生の潜在能力としてのツールキット

節足動物および脊椎動物内での前後軸に沿った構造の多様化

節足動物における体の分節化の遺伝子制御の進化

節足動物の体の構成における変化を反映する体幹でのHox遺伝子発現のシフト

Hox遺伝子と節足動物の頭部の進化

環形動物のHox発現パターン

脊椎動物の体軸のパターニングとHox発現ドメインとの相関

Hoxドメインはどのようにして進化の過程でシフトしたのか？

保存されたボディプラン内での形態の多様性

昆虫の肢のない腹部の進化

訳者のメモ１　形態進化の謎にせまる発見−Hoxタンパク質(Ubx)の変異による昆虫への進化

昆虫の翅数の進化

昆虫の翅の形態の多様性

昆虫の多様性が生じる場におけるHox発現パターンの変化

脊椎動物の四肢の多様性：調節により他のセレクター遺伝子の下流を変える

調節進化と相同な体の部分の多様性

形態の新奇性，とは何か？
古い形態的構造から新奇な機能へ

表皮性付属器（鱗・羽毛・毛）

昆虫の翅は背側脚構造から進化した

チョウ翅の色鱗粉：進化のキャンバス

訳者のメモ2　感覚剛毛

チョウの目玉模様の進化

脊椎動物での新奇構造物の進化

ヒレから肢へ：対になった付属器官と四足動物の手

神経冠細胞の進化と脊椎動物の脳

脊索の進化

急進的なボディプラン変化の進化

尾のないホヤ：脊索動物的特徴を失った脊索動物

肢のない四足動物，ヘビはどうして肢を失ったのか

棘皮動物体制の進化

訳者のメモ3　水管系の分布模式図

訳者のメモ4　ムラサキウニのアリストテレスの提灯

調節の進化と新奇性の起源

形態進化において，なぜ調節機構の進化が一番の原動力なのか？
シス調節DNAの機能と進化

シス調節エレメントの機能

シス調節エレメントの進化

既存の機能のないDNAからシス調節エレメントが新しく進化する／既存のエレメントからシス調節エレメントが進化する場合

遺伝子発現抑制 対 遺伝子発現促進の進化

シス調節機構の進化の例

広く多様な系統間での機能エレメントの保存／シス調節DNAにおける塩基配列の時間的変化／シス調節DNA配列の機能的変

シス調節DNAの役割：形態のバリエーションと淘汰に対する応答性において

隠れた遺伝子のバリエーションと形態進化の可能性

調節DNAの進化と形態の多様性

剛毛からボディプランを考える

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