作者:吕俊毅等 来源:《PLoS生物学》 发布时间:2010-8-6 13:26:45
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研究发现杂交物种不孕基因组合
 
台湾“中央”研究院分子生物学研究所的研究人员利用酵母菌杂交实验,发现多组造成杂交物种不孕的基因组合,未来可进一步解开人类老化之谜。这一研究成果公布在国际重要生物期刊《科学公共图书馆·生物学》(PLoS Biology)杂志上。
 
领导这一研究的是台湾“中央”研究院分子生物学研究所研究员吕俊毅,其早年就读于台湾清华大学生命科学系硕士班,之后曾赴美国进入耶鲁大学生物系攻读博士学位,师从Shirleen Roeder教授研究酵母菌的减数分裂的分子机制,当时博士论文发表在Cell上。
 
为什么马和驴生出来的骡子,或老虎与狮子生出来的虎狮,没办法繁衍下一代,而杂交物种的后代又为什么常有早夭或不孕的问题呢,为了解答这一疑问。研究人员利用酵母菌做实验发现某两种酵母菌杂交后子代不孕,是因为线粒体无法正常运作;也就是说,不同物种间的细胞核与线粒体基因,可能并不兼容。
 
在这项题为“由多重分子机制所造成的三个不同种酵母菌的生殖隔离”的研究成果中,研究人员鉴定出MRS1与AIM22两种基因,会造成物种线粒体无法存活,或者产生缺陷,因此没办法繁衍子代。这样研究结果或许可以解释马和驴子所生出来的骡子,或者老虎与狮子生出来的虎狮,没办法繁衍下一代的原因。
 
线粒体是细胞进行有氧呼吸的工厂,是细胞的发电厂,是高等生物能量的来源,呼吸作用失调,会导致细胞无法生存或繁殖。研究团队进一步试验3种亲缘关系相近的酵母菌,鉴定出2个种化基因,此2基因与线粒体行呼吸作用过程息息相关。
 
人类的神经退化、慢性肌肉衰退及老化,也与线粒体有关。现在找到造成线粒体缺陷、与基因不兼容的可能原因,未来,科学家进一步研究,也许可以为人类解开老化之谜,找到更多疾病治疗的方式。
 
不同种间的个体交配无法产生有繁殖能力的下一代这一现象多年前就被科学家们发现,比如说,马和驴杂交后所生的骡的染色体为奇数,没有繁殖下一代的能力。早在80年前,2位进化学大师Dobzhansky博士和Muller博士提出假说,这可能是因为两个“种”特定基因不相容所致。在杂交子代中,原本两个需要互动的基因,因为分别来自不同的“种”,所以无法互动,就好像种A的钥匙打不开种B的锁。多年来,全球学者都企图找出那些特定的基因,以便解开2个种之间不相容的种化秘密。
 
2008年吕俊毅博士研究团队就利用可以大量、快速繁殖的酵母菌,清楚完整地呈现出种化的机制,大幅度补充先前理论的空白处。研究人员发表Cell文章解析酵母菌杂交不育的基因密码。
 
他们利用Sb和Sc两种相近、但杂交子代却不孕的酵母菌,比对酵母菌有的十六条染色体后,在杂交种的第十三条染色体,找到关键性“种化”基因配对AEP2和OLI1,这也是全球在酵母菌中找到的第一对“种化”基因,并首次解开两个来自不同“种”的“种化”基因配对因无法互动而导致不孕的机制。(来源:生物通 万纹)
 
 
 
 
 
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