During vertebrate limb development, the ectoderm directs the dorsoventral patterning of the underlying mesoderm. To define the molecular events involved in this process, we have analyzed the function of WNT7a, a secreted factor expressed in the dorsal ectoderm, and LMX1, a LIM homeodomain transcription factor expressed in the dorsal mesenchyme. Ectopic expression of Wnt7a is sufficient to induce and maintain Lmx1 expression in limb mesenchyme, both in vivo and in vitro. Ectopic expression of Lmx1 in the ventral mesenchyme is sufficient to generate double-dorsal limbs. Thus, the dorsalization of limb mesoderm appears to involve the WNT7a-mediated induction of Lmx1 in limb mesenchymal cells.

Differentiation of somites into sclerotome, dermatome, and myotome is controlled by a complex set of inductive interactions. The ability of axial midline tissues, the notochord and floor plate, to induce sclerotome has been well documented and has led to models in which ventral somite identity is specified by signals derived from the notochord and floor plate. Herein, we provide evidence that Sonic hedgehog, a vertebrate homolog of the Drosophila segment polarity gene hedgehog, is a signal produced by the notochord and floor plate that directs ventral somite differentiation. Sonic hedgehog is expressed in ventral midline tissues at critical times during somite specification and has the ability, when ectopically expressed, to enhance the formation of sclerotome and antagonize the development of dermatome.