鳞翅目昆虫中易化海藻糖转运蛋白基因复制赋予的代谢优势

本研究针对鳞翅目昆虫易化海藻糖转运机制匮乏的科学问题，研究人员通过鉴定家蚕易化海藻糖转运蛋白基因家族（Tret）并进行进化分析，发现家蚕（Bombyx mori）和草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）中Tret基因显著扩增。利用CRISPR/Cas9技术敲除BmTret60基因后，发现该基因通过调控末龄幼虫脂肪体和血淋巴代谢平衡影响发育进程，揭示了Tret基因家族在维持代谢稳态中的关键作用。

　　

基因复制不仅是基因家族形成和扩张的主要途径，更为功能多样性和冗余性奠定基础，为生物进化提供丰富的遗传资源。海藻糖(trehalose)作为昆虫优质碳源和血糖，其转运机制在鳞翅目昆虫中研究尚不充分。该研究系统鉴定并分析了家蚕易化海藻糖转运蛋白基因家族(Tret)的进化特征，发现家蚕和草地贪夜蛾存在显著的Tret基因扩增现象。

研究团队运用CRISPR/Cas9基因编辑技术对家蚕第60号家族成员BmTret60进行改造。实验显示，虽然突变体幼虫具备基本生存能力，但雌雄个体在生长发育阶段呈现显著分化。深入研究发现，BmTret60作为Tret家族关键成员，通过调控末龄幼虫脂肪体(fat body)和血淋巴(hemolymph)的代谢平衡影响发育进程。这些发现不仅证实BmTret60在维持生长稳态中的核心作用，还暗示其在蛋白质合成调控中的潜在功能。该研究为理解Tret基因家族在代谢稳态维持中的生物学意义提供了新视角。