介导蚂蚁品级分化的膜翅目特异基因借用高度保守的机制控制器官大小

内容形式：摘要译文

谱系特异性基因广泛存在，并被认为能够驱动表型创新，但它们如何获得复杂的发育功能，目前仍知之甚少。蚁后与工蚁具有相同的基因组，却在保幼激素（JH）的调控下发育出大小显著不同的器官，然而，将JH信号转化为品级特异性器官生长的分子效应因子仍不明确。本研究鉴定出一个仅存在于膜翅目中的基因torch，它在68种蚂蚁中表现出最一致的雌性生殖蚁偏向性表达和JH响应性。在法老蚁（Monomorium pharaonis）未交配蚁后中敲低torch，可产生类似工蚁的多器官生长受限表型。在机制上，torch含有一个受JH受体Gce-Tai激活的类E-box基序，并作为结合GA重复序列的转录因子，调控动物中高度保守的器官大小控制通路——Hippo信号通路。在小鼠及生长受限的果蝇遗传背景中异源表达torch表明，即使在缺乏该基因、与蚂蚁经历了逾7亿年分化演化的动物谱系中，该基因仍保有普遍的促生长活性，从而证实其功能通过保守的分子机制而非蚂蚁特异性机制实现。因此，谱系特异性基因能够通过征用古老的器官大小调控网络，获得复杂的形态发生功能，这为新基因驱动表型创新提供了一条普适路径。

关键词：谱系特异性基因 · 蚂蚁品级分化 · 保幼激素 · Hippo信号通路 · 器官大小调控 · 表型创新

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.31.748196v1?rss=1