Во время раннего эмбрионального развития позвоночных нервная трубка приобретает разные качества вдоль передне-задней оси (AP). Комбинированная активность сигналов подразделяет нервную трубку на 4 крупные части: передний мозг, средний мозг, задний мозг и спинной мозг и эти разные области могут быть обнаружены вскоре после образования нервной пластинки. Эти сигналы, как полагают, первоначально передаются из мезодермы, подлежащей под будущей нервной пластинкой во время гаструляции, а после этого также начинают экспрессироваться в собственно нервной пластинке. Получены многочисленные доказательства участия сигнальных путей FGF, Wnt и retinoic acid (RA) в caudalization нервной оси (Durston et al., 1997, Gamse and Sive, 2000, Gavalas and Krumlauf, 2000, Gomez-Skarmeta et al., 2003). При функционировании комбинированных активностей этих факторов устанавливаются границы экспрессии Hox генов вдоль AP оси, которые в нервной пластинке, как было установлено, участвуют в установлении различных качественных особенностей в заднем и спинном мозге (Deschamps et al., 1999, Iimura and Pourquie, 2007, McGinnis and Krumlauf, 1992). Кроме того, и др. гомеодомен содержащие транскрипционные факторы индуцируются в специфических доменах вдоль AP оси, включая Cdx гены и транскрипционные факторы, которые формируют паттерн ткани, ростральнее наиболее передних экспрессируемых Hox генов (Deschamps et al., 1999). Среди сигналов, формирующих паттерн нервной оси у Xenopus, Wnts играют центральную роль. Некоторые Wnts экспрессируются вдоль дорсальной AP оси и градиент морфогена с помощью передачи сигналов Wnt/β-catenin существует в нервной пластинке в конце гаструляции с наивысшей активностью сзади, которая постепенно снижается кпереди и полностью исчезает в наиболее ростральных структурах (Kiecker and Niehrs, 2001). Этот градиент наиболее вероятно устанавливается с помощью активности заднего-переднего градиента Wnt лигандов и противоположного передне-заднего градиента Wnt антагонистов. Соответственно, некоторые паттерн формирующие гены, как полагают, экспрессируются, обеспечивая специфические пороги сигнальной активности Wnt/β-catenin в комбинации с др. факторами компетентности (Ille and Sommer, 2005, Yamaguchi, 2001). В этом процессе передача сигналов Wnt, как ожидается, кооперирует с др. факторами, которые, как было установлено, участвуют в формировании паттерна нервной оси, такими как FGF, RA, Nodal, Sonic Hedgehog и BMP.

Чтобы идентифицировать паттерн формирующие гены, которые находятся под непосредственным контролем передачи сигналов Wnt/β-catenin, мы использовали трансгенных эмбрионов Xenopus laevis, которые несли бинарные индуцибельные конструкции, которые могли или ингибировать или воспроизводить передачу сигналов Wnt/β-catenin (Denayer et al., 2008a, Deroo et al., 2004). Мы идентифицировали несколько гомеодомен-содержащих транскрипционных факторов, которые индуцируются передачей сигналов Wnt у эмбрионов на ст. нейрулы. Из них, Cdx1, Cdx4, Msx1, Msx2 и Otx2 уже были описаны ранее как непосредственные гены мишени для Wnt (Fujimura et al., 2009, Hussein et al., 2003, Lickert et al., 2000, Miller et al., 2007, Pilon et al., 2006, Pilon et al., 2007, Westenskow et al., 2009). Мы идентифицировали также два др. гомеодомен содержащих гена, Hoxd1 и Irx3, в качестве непосредственных генов мишеней для Wnt/β-catenin. Кроме того, мы идентифицировали в качестве непрямой мишени Crabp2, который может связывать передачу сигналов Wnt и RA в заднем мозге.