性信息素如何多样化 来自酵母的教训

包括昆虫，两栖动物和酵母在内的许多生物都使用性信息素来吸引异性的个体，但随着新物种的出现，性信息素会发生什么?1月22日在日本大阪城市大学的Taisuke Seike和Hironori Niki 的开放获取期刊PLOS Biology和日本大阪市立大学的Chikashi Shimoda发表的新研究报告研究了裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe中的性信息素，揭示了“不对称“信息素识别系统，其中一个信息素操作非常严格，而另一个信息素可以自由地进行一定程度的多样化，这可能导致迈向物种形成的第一步。

当两个种群不再杂交时，可能会出现新的物种，这种限制种群间基因流动的所谓生殖隔离是物种形成的关键机制之一。信息素系统的突变可以影响男性和女性相互识别的能力，导致生殖隔离; 然而，更一般地说，信息素活性的丧失可能导致生物体谱系的消失。推动人群中信息素多样化的潜在机制尚不清楚。

粟酒裂殖酵母的两性(“加”和“减”)各自分泌一种信息素(“P-信息素”和“M-信息素”)，其与异性细胞上的相应受体结合。通过探索不同地理来源的150种野生粟酒裂殖酵母菌株中编码两种信息素及其受体的基因之间的相似性和差异，研究人员发现M-信息素及其受体是完全不变的，而P-信息素及其受体则是在研究的菌株中非常多样化。有趣的是，两种信息素的这种不对称多样化也见于密切相关的裂殖酵母物种S. octosporus中。

作者推测，裂殖酵母中的“不对称”系统可能允许灵活适应信息素的突变，同时保持对交配伴侣的严格认可。实际上，作者之前在裂殖酵母 S. pombe中的研究表明，信息素及其相应受体中的几个突变可导致生殖隔离，这反过来可能会产生新物种。

“我们的研究结果为信息素多样化的进化机制提供了新的见解。生物体可能有这样的系统来创造信息素的新版本，允许它们在群体中持续足够长的时间来进化受体的适应性。” 赛克博士说。在突变体完全丧失之前，可能发生第二次抑制突变以恢复第一个缺陷。因此，信息素/受体的共同进化可以一步一步进行。