進化学：パターン化された陥入が原腸形成過程における力学的不安定性を防ぐ

機械的な力は、胚発生過程において組織の形態形成を駆動し、形作るのに極めて重要である。しかし、発生の進化における機械的な力の意義はいまだほとんど解明されていない。今回我々は、ハエ胚の進化的新規性、すなわち、セファリック・ファロウ（CF：cephalic furrow）として知られるパターン化された胚の陥入が、ショウジョウバエ（Drosophila）の原腸形成過程で力学的な役割を担っていることを示す。我々は、in vivo実験とin silicoシミュレーションを統合して、ハエ胚の頭部–胴部境界は、有糸分裂領域と胚帯伸長の同時形成に起因して圧縮ストレスが増大した状況にあること、また、CFはこうしたストレスに対抗して、原腸形成過程での力学的不安定性を防いでいることを実証する。我々はさらに、CFを持つ種と持たない種で遺伝的パターン形成を比較し、転写因子buttonheadの発現変化がCFの進化と関連していることを示す証拠を見いだした。これらの結果は、CFが、ハエ目（双翅目）昆虫の原腸形成の力学的課題に応じて、形態形成の遺伝的安定化を介して進化してきた可能性を示唆している。まとめると我々の知見は、機械的な力が、初期発生における形態形成の新機軸の進化にどのように影響を及ぼし得るかについて、経験的証拠を明らかにしている。

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