新物種如何形成，長久以來ㄧ直是生物學家想解決的謎。不同物種就算親緣相近，彼此也傾向不雜交，或雜交後代有早夭、或不孕的問題。這樣的生殖隔離，能限制不同物種間的基因交流，進而建立不同物種的特異性。多年來科學家實驗各類物種之雜交，試圖理解種化的分子機制。其中，互動基因的不相容性，被發現是一種造成雜交種不孕的可能原因。呂博士研究團隊先前就曾發現，某兩種酵母菌雜交子代不孕，是源自於該後代的粒線體無法正常運作以行呼吸作用，而不同物種間細胞核與粒線體基因的不相容性，是主要原因。(註：粒線體是細胞進行有氧呼吸的工廠，呼吸作用失調會導致細胞無法生存或繁殖。)

        為了確認粒線體在種化過程是否扮演舉足輕重的角色，研究團隊進ㄧ步試驗三種親緣關係相近之酵母菌物種，從而鑑定出兩個種化基因：MRS1與AIM22。第一個基因的產物功能是將粒線體基因COX1的內插子(intron)去除，以產生完整的 Cox1蛋白質。第二個細胞核基因則是將許多粒線體蛋白硫辛酸化(lipoylation)以產生活性。研究結果指出，該兩種基因的功能與粒線體行呼吸作用過程息息相關。

        此外，研究群利用重組基因的比較，進一步發現僅三個蛋白質氨基酸的變化，就足以使MRS1這個基因在兩個相近酵母菌種間產生明顯的功能性變異。而MRS1功能的改變，極有可能是被COX1的內插子的演化所推動。最後，藉由這些基因演化殘留足跡的比對，研究團隊證明在不同物種裡，前述基因的改變，都是發生在不同時代，更加強它們是種化基因的可能。

       「研究結果顯示，細胞核與粒線體的不相容性係建立在多重分子機制上，也證明這種不相容性是酵母菌生殖隔離的重要機制」，呂博士表示。「未來研究將可探索在其他動植物中是否也適用此機制」。

        本篇研究係由全球跨國際合作組織「國際人類前沿科學計劃組織研究計劃」（Human Frontier Science Program, HFSP）、行政院國家科學委員會專題計畫與本院分生所支持。此研究作者包括國立陽明大學基因體研究所博士生周睿鈺、碩士生林冠慧，以及本院分生所研究助理洪瑩珊、李信毅。論文第一作者周睿鈺同時曾於2008年國際頂尖期刊「細胞」(Cell)發表過另一篇論文。