◆ 不同種交配無繁殖力?
中研院解密上頂尖期刊中央社 2008-12-16（中央社記者林思宇台北16日電）
中央研究院分子生物研究所助理研究員呂俊毅發現酵母菌「種化」的基因，解開不同物種之間即使交配，卻無法再繁殖的演化密碼，登上生物學術界頂尖期刊「細胞」（Cell）。中研院今天召開記者會表示，呂俊毅利用可以大量、快速繁殖的酵母菌，完整呈現「種化」機制，大幅補充先前理論的空白處；這是台灣本土獨立研究，第二篇登上「細胞」的論文。
中研院表示，「種」（species）是生物分類的最基本單位，同「種」之間的個體可以交配繁殖，不同「種」之間的個體，即使交配生產，子代也無法繼續繁殖；例如馬跟驢所交配的騾，就沒有生育能力。中研院指出，一直以來，全球學術界都想找出兩個不同種間不相容的秘密。
呂俊毅與研究團隊利用兩種相近，但雜交子代卻不孕的酵母菌，透過系統性篩選不相容基因的方式，找到關鍵性的一對基因，分別在細胞核和粒線體中，而這兩個基因必須來自同一種，才能配合運作。中研院表示，研究團隊也找出這對基因互相配合運作的過程。這兩個酵母菌種分別偏好有氧呼吸及無氧呼吸（發酵），而粒線體是細胞進行有氧呼吸的工廠，顯示可能在演化上為了適應不同的營養環境，而偏向不同的代謝方式，導致兩個種的分離。中研院表示，這是在酵母菌中找到的第一對「種化」基因，也是到目前為止有關種化基因的最完整的研究。呂俊毅表示，用兩年時間在酵母菌中找到不同物種能交配卻不能繁殖的基因，也完整了解該基因的運作機制，自己很幸運，同時也給演化研究很大的刺激，讓大家知道演化研究並不是那麼困難與複雜。
【報導2】From: 清華簡訊 & 自由時報新聞
騾為何無生育能力 中研院解密2008/12/16 記者謝文華／台北報導
不同種的馬跟驢交配的騾，為何沒有生育能力？中研院分子生物研究所助研究員呂俊毅率領的研究團隊，以酵母菌的基因為研究對象，解開不同物種之間，即使可以交配，卻無法再繁殖的演化密碼。
中研院指出，這篇論文於十二月十二日發表在「細胞」期刊（Cell），甚受國際矚目。該期刊專業影響指數高達二十九點八八，是生物學術界最頂尖的期刊，在台灣本土的獨立研究中，目前僅兩篇論文曾刊登於此。
科學界有界、門、綱、目、科、屬的生物分類，「種」（species）是生物分類的最基本單位，同「種」之間的個體可以交配繁殖，不同「種」之間的個體，即使交配生產，子代也無法繼續繁殖。
呂俊毅指出，早在八十年前，兩位演化學大師Dobzhansky與Muller即提出假說認為，可能因為兩個「種」的特定基因不相容所致。在雜交的子代中，原本兩個需要互動的基因，因為分別來自不同「種」，所以無法互動，就好像「種A」的鑰匙打不開「種B」的鎖。
多年來，全球學者企圖揭開兩個「種」之間不相容的「種化」秘密。此次呂俊毅研究團隊就是利用可大量、快速繁殖的酵母菌，清楚完整地呈現出「種化」的機制，大幅補充先前理論的空白處。
呂俊毅說，團隊利用兩種相近但雜交子代卻不孕的酵母菌，透過系統性篩選不相容基因的方式，找到關鍵性的一對基因。其中一個基因（AEP2）在細胞核中，另一個基因（OLI1）位在粒線體中。兩個基因必須來自同種，才能配合運作。
研究團隊同時發現AEP2基因可以控制OLI1基因的轉譯，清楚呈現這一對基因互相配合運作的過程。這是在酵母菌中找到的第一對「種化」基因，也是到目前為止有關種化基因所作的最完整研究。
呂俊毅表示，兩個酵母菌種分別偏好有氧呼吸及無氧呼吸（發酵）。因粒線體是細胞進行有氧呼吸的工廠，其發現的種化基因正是跟粒線體的功能有關，顯示可能在演化上為了適應不同的營養環境，而偏向不同的代謝方式，導致了兩個種的分離。
呂俊毅是就讀清華大學生命科學系碩士班時，加入中研院分子生物研究所陳枝乾教授實驗室研究玉米的跳躍基因，開始接觸基因演化。另赴美進入耶魯大學生物系攻讀博士，研究酵母菌的減數分裂的分子機制，其博士論文即發表在「細胞」期刊。前年返回中研院任職，短短兩年，就有此研究成果，相當難得。
論文另有兩位第一作者，分別是呂俊毅指導的陽明大學基因體研究所博士班研究生周睿鈺，及實驗室研究助理李信毅。相關作者還有同一實驗室的張立理、張乃心與楊士又。
【 原始論文】：Cell, Volume 135, Issue 6, 1065-1073, 12 December 2008
Title :
Incompatibility of Nuclear and Mitochondrial Genomes Causes Hybrid Sterility between Two Yeast Species
Summary :
Hybrids between species are usually unviable or sterile. One possible mechanism causing reproductive isolation is incompatibility between genes from different species. These “speciation” genes are interacting components that cannot function properly when mixed with alleles from other species. To test whether such genes exist in two closely related yeast species, we constructed hybrid lines in which one or two chromosomes were derived from Saccharomyces bayanus, and the rest were from Saccharomyces cerevisiae. We found that the hybrid line with Chromosome 13 substitution was completely sterile and identified Aep2, a mitochondrial protein encoded on Chromosome 13, to cause the sporulation defect as S. bayanus AEP2 is incompatible with S. cerevisiae mitochondria. This is caused by the inability of S. bayanus Aep2 protein to regulate the translation of the S. cerevisiae OLI1 mRNA. We speculate that AEP2 and OLI1 have evolved during the adaptation of S. bayanus to nonfermentable carbon sources, thereby driving speciation.
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