One set of the developmentally important Doublesex and Male-abnormal-3 Related Transcription factors (Dmrt) is subject of intense research, because of their role in sex-determination and sexual differentiation. This likely non-monophyletic group of Dmrt genes is represented by the Drosophila melanogaster gene Doublesex (Dsx), the Caenorhabditis elegans Male-abnormal-3 (Mab-3) gene, and vertebrate Dmrt1 genes. However, other members of the Dmrt family are much less well studied, and in arthropods, including the model organism Drosophila melanogaster, data on these genes are virtually absent with respect to their embryonic expression and function. Here we investigate the complete set of Dmrt genes in members of all main groups of Arthropoda and a member of Onychophora, extending our data to Panarthropoda as a whole. We confirm the presence of at least four families of Dmrt genes (including Dsx-like genes) in Panarthropoda and study their expression profiles during embryogenesis. Our work shows that the expression patterns of Dmrt11E, Dmrt93B, and Dmrt99B orthologs are highly conserved among panarthropods. Embryonic expression of Dsx-like genes, however, is more derived, likely as a result of neo-functionalization after duplication. Our data suggest deep homology of most of the panarthropod Dmrt genes with respect to their function that likely dates back to their last common ancestor. The function of Dsx and Dsx-like genes which are critical for sexual differentiation in animals, however, appears to be much less conserved.

中文翻译：

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泛节肢动物Dmrt基因的系统发育分析和胚胎表达

一组对发育重要的双性和男性异常 3 相关转录因子 (Dmrt) 是深入研究的主题，因为它们在性别决定和性别分化中的作用。这种可能的非单系 Dmrt 基因组由黑腹果蝇基因 Doublesex (Dsx)、秀丽隐杆线虫 Male-abnormal-3 (Mab-3) 基因和脊椎动物 Dmrt1 基因代表。然而，Dmrt 家族的其他成员的研究却少得多，而且在包括模式生物黑腹果蝇在内的节肢动物中，关于这些基因的胚胎表达和功能方面的数据几乎不存在。在这里，我们研究了节肢动物所有主要组的成员和甲癣成员的完整 Dmrt 基因集，将我们的数据扩展到整个泛节肢动物。我们证实了泛节肢动物中至少存在四个 Dmrt 基因家族（包括 Dsx 样基因），并研究了它们在胚胎发生过程中的表达谱。我们的工作表明，Dmrt11E、Dmrt93B 和 Dmrt99B 直系同源物的表达模式在泛节肢动物中高度保守。然而，Dsx 样基因的胚胎表达更为衍生，可能是复制后新功能化的结果。我们的数据表明，大多数泛节肢动物 Dmrt 基因在其功能方面具有深度同源性，这可能可以追溯到它们最后的共同祖先。然而，对动物的性分化至关重要的 Dsx 和 Dsx 样基因的功能似乎不太保守。我们的工作表明，Dmrt11E、Dmrt93B 和 Dmrt99B 直系同源物的表达模式在泛节肢动物中高度保守。然而，Dsx 样基因的胚胎表达更为衍生，可能是复制后新功能化的结果。我们的数据表明，大多数泛节肢动物 Dmrt 基因在其功能方面具有深度同源性，这可能可以追溯到它们最后的共同祖先。然而，对动物的性分化至关重要的 Dsx 和 Dsx 样基因的功能似乎不太保守。我们的工作表明，Dmrt11E、Dmrt93B 和 Dmrt99B 直系同源物的表达模式在泛节肢动物中高度保守。然而，Dsx 样基因的胚胎表达更为衍生，可能是复制后新功能化的结果。我们的数据表明，大多数泛节肢动物 Dmrt 基因在其功能方面具有深度同源性，这可能可以追溯到它们最后的共同祖先。然而，对动物的性分化至关重要的 Dsx 和 Dsx 样基因的功能似乎不太保守。我们的数据表明，大多数泛节肢动物 Dmrt 基因在其功能方面具有深度同源性，这可能可以追溯到它们最后的共同祖先。然而，对动物的性分化至关重要的 Dsx 和 Dsx 样基因的功能似乎不太保守。我们的数据表明，大多数泛节肢动物 Dmrt 基因在其功能方面具有深度同源性，这可能可以追溯到它们最后的共同祖先。然而，对动物的性分化至关重要的 Dsx 和 Dsx 样基因的功能似乎不太保守。