新的研究发现，遗传“暗物质”可能会推动新物种的出现。
根据这项研究，这些长的、重复的基因组片段，称为卫星DNA，最终可能会通过扰乱杂交婴儿的染色体来阻止不相容的动物交配。如果来自不同种群的动物不能交配，它们就会随着时间的推移而分化，导致物种形成。
在人类基因组的 30 亿个字母或核苷酸中，只有 1%的蛋白质可以决定眼睛颜色和身高等特征。其他 DNA 片段可能会告诉身体要制造多少蛋白质副本，或者打开或关闭不同组织中的基因，以及其他功能。然而，研究合著者、苏黎世联邦理工学院助理教授 Madhav Jagannathan 表示，近 10% 的人类基因组由重复的卫星 DNA 片段组成，多年来，科学家们认为这些片段没有任何作用。瑞士生物化学研究所。
“卫星 DNA 重复在物种中非常丰富，并在真核生物中广泛观察到，”或具有细胞核的生命形式，Jagannathan 在一封电子邮件中告诉 Live Science。“尽管如此，它们在很大程度上被认为是垃圾 DNA。”
然而，在2018 年的一项研究中，当时在麻省理工学院 (MIT) 的 Jagannathan 和他的前博士后顾问、同样在麻省理工学院的生物学家 Yukiko Yamashita 发现，其中一些 DNA 起到了关键作用：它组织 DNA在细胞核内。该研究发现，某些蛋白质会抓住 DNA 分子并将它们排列成密集的染色体束，称为染色体中心。他们发现，卫星 DNA 会告诉这些抢手的蛋白质如何捆绑和组织染色体。
在 7 月 24 日发表在《分子生物学与进化》杂志上的最新研究中，Jagannathan 和 Yamashita 发现了卫星 DNA 的另一个作用：推动物种形成。该团队正在调查果蝇物种Drosophila melanogaster 的生育能力。当研究人员删除了一种编码蛋白质 prod 的基因时，该基因与卫星 DNA 结合形成色心，果蝇的染色体分散在细胞核外。如果没有正确组织染色体的能力，果蝇就会死亡。
Jagannathan 说，这很有趣，因为删除的蛋白质是黑腹果蝇独有的。这意味着这些快速进化的卫星 DNA 序列也必须具有与它们结合的快速进化的蛋白质。
为了验证这个想法，Jagannathan 将D. melanogaster雌性与不同物种Drosophila simulans 的雄性进行了繁殖。不出所料，这些混血儿的寿命不长。当研究人员观察果蝇的细胞时，他们看到畸形的细胞核，DNA 散布在整个细胞中，就像他们在之前的实验中删除 prod 蛋白时一样。
那么为什么这意味着卫星 DNA 可以推动物种形成？研究小组怀疑，如果卫星 DNA 进化得很快，并且两种生物产生不同的卫星 DNA 结合蛋白，它们就不会产生健康的后代。由于染色体中心结合蛋白和卫星 DNA 片段在不同的种群或物种中进化不同，这种不相容性可能会很快出现。
为了验证这一假设，他们突变了导致父母双方不相容的卫星 DNA 结合基因。当他们重写果蝇的基因组以使其兼容时，他们产生了健康的杂交种。
Jagannathan 怀疑，这种卫星 DNA 的分歧可能是新物种进化的一个重要因素。他希望进一步的研究可以测试他们与其他物种不相容的杂交模型。最终，这项研究可能会为科学家找到一种方法来拯救“注定”的杂交种，或出生后无法存活很长时间的杂交种。这可以为使用杂交作为拯救极度濒危物种的方法铺平道路，例如只有两只雌性存活的北白犀牛。
最终，新研究证实了 Jagannathan 的预感，即卫星 DNA 是有目的的。
“我认为进化不可能如此浪费，”Jagannathan 说。
