雌激素相关受体(Estrogen-related receptor, ERR)是一个经典的孤儿受体,在哺乳动物和部分昆虫中已被证实是能量代谢的核心调控因子:参与线粒体生物发生、糖脂代谢和细胞增殖等多种生理过程。哺乳动物的ERR需要其 (A F-2)结构域招募共激活因子PPRC1实现对靶基因转录的调控。然而,ERR在动物界的功能机制,长期缺少昆虫这一重要分支的关键证据:昆虫中ERR发挥功能是否有共激活因子参与、是否也是通过A F-2结构域招募乃至由共激活因子参与的ERR信号通路生理功能未见报道。

中心研究团队利用CRISPR/Cas9技术敲除家蚕BmERR的AF-2结构域后,发现家蚕黑色素代谢相关基因BmTH、BmDDC、BmAA-NAT、Bmebony和Bmtan的表达显著下降,导致酪氨酸和多巴胺积累引起黑色素代谢异常,令家蚕表皮斑纹缺失。过表达BmERR则能增强了该通路,使表皮斑纹加深。除此之外,研究还证实BmERR的共激活因子BmPPRC1可以通过AF-2结构域与BmERR相互作用,BmERR AF-2结构域的缺失则削弱BmERR对黑色素代谢相关基因的调控能力。
事实上,多数昆虫幼虫体表斑纹的形成依赖于黑色素在表皮中的精准沉积,而黑色素代谢通路的转录调控机制一直是昆虫发育生物学关注的核心问题。家蚕(Bombyx mori)幼虫表皮斑纹是经典的遗传学研究性状,该研究以家蚕为研究对象,揭示BmERR通过AF-2结构域招募共激活因子PPRC1的保守作用模式调控家蚕表皮斑纹形成的新功能,是动物界ERR功能网络的重要完善——将ERR从脊椎动物的代谢调控,拓展到了昆虫的形态建成,为理解核受体在动物界的进化保守性和功能多样性提供了证据。
研究由国家重点研发计划(2022YFD1201600)、中央高校基本业务费(SWU-KT25026)及重庆市技术创新与应用发展专项项目基金((CSTB2024TIAD-KPX0026)等项目联合资助。相关论文:The AF-2 domain of estrogen-related receptor interacts with PPRC1 to modulate larval epidermal marking in Bombyx mori于2026年10月在自然指数期刊《PLOS Genetics》正式发表,中心博士后吴金鑫(已出站)和在读博士研究生刘蝶为论文共同第一作者,副研究员沈关望为通讯作者,夏庆友教授对本研究给予了重要指导。