2008-12-21

[轉載] 中研院呂俊毅團隊揭開酵母菌種化基因密碼

 馬跟驢交配生的騾,為什麼無法生育、繁殖後代?中央研究院分子生物研究所助研究員呂俊毅領導研究團隊,利用不同「種」酵母菌雜交,成功解開不同物種可以交配,後代卻無法再繁殖的演化密碼,證實與雜交種的「種化」基因配對出現互不相容的矛盾現象有關!

 呂俊毅團隊研究 登上《細胞》期刊

  這項研究成果上周五在全球生物學界最頂尖的《細胞》期刊發表後,隨即引起國際矚目,除了被《細胞》引為本期重點論文以外,還透過越洋電話專訪呂俊毅,專文 介紹研究團隊。國際知名演化學者、中研院院士吳仲義以「研究種化機制大半輩子,這篇論文的水準讓我為之亮眼」形容這項研究成果。

 呂俊毅指出,「種」是生物分類的最基本單位。同「種」生物可交配繁殖,代代相傳;但不同「種」的生物即使可以交配,生產雜交種,卻無法繼續繁殖後代,例如馬跟驢交配生的騾,就沒有生育能力。

 八十年前,演化學大師Dobzhansky與Muller曾提出可能是因為兩個「種」的特定基因不相容的假說,認為在雜交的子代中,原本兩個需要互動的基因,卻因分別來自不同「種」而無法互動,呂俊毅解釋,這種假設就好像「種A」的鑰匙打不開「種B」的鎖。

 多年來,全球學者都企圖想找出那些特定基因,揭開兩個不同「種」的雜交種無法繁殖後代的「種化」祕密。

 呂俊毅表示,雖有科學家利用果蠅雜交種找到四到五組「種化」基因配對,卻遲遲未解開這些基因配對是如何導致不孕。

 比對酵母菌染色體 發現演化密碼

  我國研究團隊最大的突破在於,利用Sb和Sc兩種相近、但雜交子代卻不孕的酵母菌,比對酵母菌有的十六條染色體後,在雜交種的第十三條染色體,找到關鍵性 「種化」基因配對AEP2和OLI1,這也是全球在酵母菌中找到的第一對「種化」基因,並首次解開兩個來自不同「種」的「種化」基因配對因無法互動而導致 不孕的機制。

 呂俊毅指出,分別位於細胞核的AEP2和粒腺體的OLI1必須來自同種生物,才可以互動運作。但雜交種的第十三條染色體 AEP2來自Sb,OLI1卻是出自Sc,導致AEP2無法控制OLI1產生蛋白質,粒腺體因缺乏蛋白質,就不能生產細胞所須的能量,造成酵母菌無法進行 有性生殖。

 研究團隊認為,不同生物可能各有各的「種化」基因配對,但造成雜交種不孕的原因,很可能跟酵母菌擁有相同的機制。接下來的研究重點將放在證實這樣的機制是各種生物不同物種雜交子代,無法繁殖後代的通則。

 至於這項研究成果是否可以應用在解決人類不孕的問題,呂俊毅語帶保留地說,這是個很好的科學議題。

原始報導
http://tw.news.yahoo.com/article/url/d/a/081217/57/1bbrt.html

原始論文
http://www.cell.com/abstract/S0092-8674(08)01385-8

Cell, Volume 135, Issue 6, 1065-1073, 12 December 2008

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