性染色体演化与物种形成两大规则的统一理论：剂量补偿与调控失衡驱动杂交不育

来自法国CEFE-CNRS和AD2M-CNRS的研究团队通过建立性染色体演化模型，揭示了剂量补偿(dosage compensation)、倒位(inversions)与有害突变如何共同导致XY/ZW染色体的非重组区形成、Y/W退化，并系统解释了Haldane规则(heterogametic hybrids不育)和大X效应(large X effect)的分子机制，为物种形成遗传学提供了统一理论框架。

　　

性染色体在进化过程中展现出三大谜题：Y/W染色体逐渐丧失重组能力并退化；种间杂交时异型配子(XY或ZW)后代更易不育（Haldane规则）；X/Z染色体对生殖隔离的影响远超同等大小的常染色体（大X效应）。这项研究构建了性染色体演化的统一理论模型，揭示了顺式(cis)和反式(trans)基因表达调控元件的协同进化如何引发这些现象。

当性染色体形成非重组区域后，两性间的选择压力差异会导致基因调控网络分化。在种间杂交时，异型配子个体会继承来自单一亲本的X染色体顺式调控元件，却要匹配另一亲本的反式调控系统，造成剂量补偿基因的异常表达。这种"调控失配"在体细胞中影响杂交个体存活（Haldane规则的致死性），在生殖细胞中则导致不育。特别有趣的是，当某个基因在父本X染色体和母本Y染色体上同时被沉默时，会对杂交后代的生育力产生"双重打击"效应。

研究还发现，全局性剂量补偿系统（如果蝇的MSL复合体）可能减轻体细胞基因的调控冲突，这解释了为何不同类群中Haldane规则可能表现为致死性或不育性差异。通过计算机模拟包含有害突变、重组抑制突变和调控突变的性染色体演化过程，该模型成功预测了所有关键现象，包括达尔文对Haldane规则的补充——正反交差异。这些发现为理解物种形成过程中"基因调控风暴"提供了新视角。