四十年前，一位名叫詹姆斯·麦格拉思（James McGrath）的博士后研究员，后来在耶鲁大学（Yale）做了三十多年的临床遗传学家和研究科学家，他的一项发现推动了科学家对基因控制和基因遗传规律的理解。
詹姆斯·麦格拉思
本周，在他的最后一项研究中，麦格拉思对遗传学领域做出了另一项关键贡献——这项贡献可能会对新物种的进化产生影响。
这些发现发表在《科学进展》杂志上，并在麦格拉思死后发表。麦格拉思于今年3月去世。
麦格拉思和耶鲁大学的同事进行的这项研究，探索了一种引起他兴趣的遗传学现象。当一个精子与一个卵子受精时，产生的受精卵拥有来自两个细胞的遗传信息，但只有来自卵子的细胞质（填充细胞的物质）。这意味着在雄性亲本细胞的细胞质中发现的任何细胞器都不会携带下去。
在受精过程中，雄性细胞质进入雌性卵子的理论实例可能会导致新物种的出现。
“一旦精子进入卵子，男性的细胞质就消失了，”耶鲁大学医学院（Yale School of Medicine）让和大卫·w·华莱士（Jean and David W. Wallace）比较医学教授、该研究的资深作者之一塔马斯·霍瓦特（Tamas Horvath）说。詹姆斯想知道，如果它没有消失怎么办？如果你把基因库和细胞质库混在一起会怎么样？”
为了探索这个问题，研究人员通过创造具有来自雄性家鼠和雌性繁殖鼠的核物质和细胞质的受精卵，使两种不同的小鼠物种杂交。他们让不同的物种杂交，因为来自每个亲本细胞质的贡献可能比在同一物种的雄性和雌性身上采用相同的方法更明显。
当一只驯养的雄性与一只繁殖的雌性自然交配时，雌性不会产生后代。但是通过研究人员的混合受精卵技术——一种研究人员称之为“真正杂交”的方法——后代出生了，这表明雄性细胞质中的某些东西能够克服这种繁殖障碍。
在这个视频中，一半的遗传物质和细胞质首先从两个不同的小鼠物种的两个不同的受精卵中取出。然后将从第二个物种中提取的物质注入到第一个物种中，产生一个具有来自两个不同物种的遗传物质和细胞质的新受精卵。
有趣的是，它们的后代看起来与亲本物种完全不同。
霍瓦特说：“骡子是马和驴的后代，你可以看到它们介于这两个亲本物种之间。”“但真正的杂交小鼠比任何亲本物种都要大得多。它们的生长和代谢模式完全不同。”
霍瓦特说，这些生理和生理上的差异暗示了一种潜在的进化机制。他说，在受精过程中，雄性细胞质进入雌性卵子的理论实例可能会导致新物种的出现。
霍瓦特说：“在我看来，我们在真正的杂交小鼠身上看到的这种表现型的跳跃，代表了进化的潜在一步。”“这些发现给我们提供了新的问题来追求进化，否则这是一个非常概念化的事业。”
在左边，一个由两种老鼠的遗传物质和细胞质产生的受精卵开始融合，这是发育后代的必要步骤。右图为来自o的细胞质受精卵
只有一个物种没有融合，这意味着不会产生后代。
一些谜团仍然存在。奇怪的是，这项研究中真正的杂交小鼠都是雄性，而且都是不育的。需要更多的研究来揭示其中的原因，并探索细胞质的哪些成分是当前研究结果的基础。
詹姆斯是一名临床医生。他是遗传学家。他照顾有遗传并发症的孩子。他对科学有着惊人的兴趣。
在他的整个职业生涯中，McGrath对基本生物学机制及其如何影响发育和疾病感兴趣。1984年，他发现了基因组印记，其中某些基因携带“印记”——在卵子和精子形成过程中发生的微小遗传修饰——决定了它们在后代中是开启还是关闭。
他的最新研究表明，不同的卵细胞质环境可能导致不同的后代发育。
詹姆斯是一名临床医生。他是遗传学家。他照顾有遗传并发症的孩子。他对科学有着惊人的兴趣，”霍瓦特说。“他是一个如此杰出的人，我们将确保继续他的工作。”
这项研究得到了美国国立卫生研究院和耶鲁大学比较医学系的支持。土耳其Akdeniz大学医学院的Leyla Sati是这项研究的第一作者。耶鲁大学医学院的Luis Varela是作者之一。
