為什麼馬和驢生出來的騾子，或老虎與獅子生出來的虎獅，沒辦法繁衍下一代？中研院的最新研究可能已經找到答案。中研院分子生物研究所助理研究員呂俊毅所帶領的研究團隊，利用酵母菌雜交實驗，發現多組造成雜交物種不孕的基因組合，未來可進一步解開人類老化之謎。這項研究今天發表在國際重要生物期刊「PLoS生物學」 (PLoS Biology)上。
呂俊毅表示，雜交物種的後代，常有早夭或不孕的問題。因此研究團隊用「酵母菌」做實驗發現，某兩種酵母菌雜交後子代不孕，是因為粒線體無法正常運作；也就是說，不同物種間的細胞核與粒線體基因，可能並不相容。
研究團隊鑑定出MRS1與AIM22兩種基因，會造成物種粒線體無法存活，或者產生缺陷，因此沒辦法繁衍子代。呂俊毅說，這樣研究結果或許可以解釋馬和驢子所生出來的「騾子」，或者老虎與獅子生出來的「虎獅」，沒辦法繁衍下一代的原因。
呂俊毅說，人類的神經退化、慢性肌肉衰退及老化，也與粒腺體有關。現在找到造成粒腺體缺陷、與基因不相容的可能原因，未來，科學家進一步研究，也許可以為人類解開「老化」之謎，找到更多疾病治療的方式。
◆ 雜交後代不孕 中研院團隊解謎
自由時報 2010.07.22
〔記者湯佳玲／台北報導〕物種雜交後時常會出現衰弱、早夭或無法生育的第二代，為什麼？中研院分子生物研究所團隊利用酵母菌雜交實驗，解開酵母菌雜交不孕的謎題，證實「粒線體」不相容為酵母菌不孕關鍵，突破性成果刊登在「PLoS生物學」。
分生所助理研究員呂俊毅表示，「物種」可以互相交配，且後代亦有繁殖能力，是演化的基本單位，但是物種另有一種「生殖隔離」特質，限制了不同物種間的基因交流，進而維護自身物種的特異性。
粒線體有缺陷 影響細胞生存或繁殖
研究顯示，酵母菌細胞核與粒線體的不相容性，是酵母菌「生殖隔離」的重要機制，其中粒線體的變化更導致了細胞核的基因造成缺陷，成為雜交不孕的關鍵。
呂俊毅表示，粒線體是細胞進行有氧呼吸的工廠，是細胞的發電廠，是高等生物能量的來源，呼吸作用失調，會導致細胞無法生存或繁殖。
呂俊毅指出，科學家已知有些不同種水稻雜交產生的第二代，因而不孕，關鍵也是因為粒線體缺陷；此外，同一種海蚤若是不同族群間雜交，後代存活率也偏低，同樣也是因為粒線體的缺陷。因此，如果要探索馬和驢雜交後生出的「騾」為何無法生育，也許可以從粒線體著手。
呂俊毅團隊兩年前即已證實雜交種的第一套基因AEP2有不相容的限制，最新的發現又多添了MRS1與AIM22兩套基因，原因都與粒線體有關。
目前已知的退化性疾病如眼疾、神經衰退、肌肉衰退或直腸癌等，科學家已證實與粒線體缺陷也有關，此一研究有助於了解人類遺傳疾病的問題，但還需要進一步探究不相容的基因為何，才能進行治療。
呂俊毅也推崇本文的第一作者陽明大學生命科學系博士班學生周睿鈺，本土博士生能在兩年內發表兩篇論文刊登在國際重要期刊，堪稱台灣之光！
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http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.1000432
Jui-Yu Chou, Yin-Shan Hung, Kuan-Huei Lin, Hsin-Yi Lee,＊ 為何不同種交配無法繁殖？中研院解密
Jun-Yi Leu
PLoS Biol 8(7): e1000432.
doi: 10.1371/journal.pbio.1000432
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