眾所周知，大腦中被稱為朊病毒的蛋白質(zhì)會(huì)導(dǎo)致疾病，但9月21日發(fā)表在eLife雜志上的一項(xiàng)研究表明，它們可能有助于酵母應(yīng)對(duì)快速變化的環(huán)境。該研究表明，朊病毒可能是在變化的條件下控制細(xì)胞生長(zhǎng)的重要表觀遺傳機(jī)制的一部分。對(duì)這一角色的進(jìn)一步了解有助于理解涉及異常細(xì)胞生長(zhǎng)或細(xì)胞死亡的疾病。
朊病毒是一種異常折疊成不同形狀的蛋白質(zhì)。它可以擴(kuò)散或傳遞給新的細(xì)胞。它們與兩種致命的腦部疾病——克雅氏病和瘋牛病——有關(guān)。但有些朊病毒是有益的。類似于“瑞士軍刀”，不同形狀的朊病毒在細(xì)胞中可能執(zhí)行不同的任務(wù)。
“雖然科學(xué)家對(duì)朊病毒的研究已經(jīng)持續(xù)了幾十年，但還不知道如何區(qū)分有益和有害的朊病毒?！闭撐墓餐谝蛔髡?、美國(guó)俄勒岡大學(xué)分子生物學(xué)研究所助理教授David Garcia說(shuō)。
他和合作者研究了一種叫作偽尿嘧啶合酶的酵母酶，它可以有兩種不同的形狀。在一種朊病毒形式下，這種酶導(dǎo)致酵母繁殖和生長(zhǎng)更快，不過(guò)這些變化要以酵母的壽命更短為代價(jià)。
通過(guò)計(jì)算機(jī)建模，研究者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)環(huán)境資源豐富時(shí)，朊病毒帶來(lái)的變化是有益的，但當(dāng)資源匱乏時(shí)，則是有害的。通過(guò)減少所謂的“伴侶蛋白”，研究還表明，朊病毒可以恢復(fù)到原來(lái)的酶形狀。由于蛋白質(zhì)伴侶本身會(huì)隨著環(huán)境的變化而波動(dòng)，他們提出這可能是在需要時(shí)開(kāi)啟或關(guān)閉朊病毒的一種方法。
“我們已經(jīng)確定了朊病毒的一種新作用，它們可以改變細(xì)胞的生長(zhǎng)和生存?！惫餐谝蛔髡?、斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院化學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)博士Edgar Campbell說(shuō)，“這些發(fā)現(xiàn)表明，朊病毒可能是細(xì)胞的另一種表觀遺傳控制形式。”
表觀遺傳變化可以在不改變細(xì)胞DNA的情況下改變細(xì)胞的行為，可以傳遞給新一代的細(xì)胞，并可能由環(huán)境條件開(kāi)啟或關(guān)閉。作者認(rèn)為，更多地了解朊病毒在表觀遺傳控制中的作用，對(duì)提高人們對(duì)朊病毒疾病的理解至關(guān)重要。
“當(dāng)我們對(duì)基因組進(jìn)行排序時(shí)，這些類型的表觀遺傳變化被忽略了，但仍然會(huì)對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)產(chǎn)生重大影響?！彼固垢ａt(yī)學(xué)院化學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)副教授、論文資深作者Daniel Jarosz說(shuō)，“重要的是了解更多朊病毒驅(qū)動(dòng)的細(xì)胞表觀遺傳變化的后果，并找到在酵母和其他有機(jī)體中尋找它們的新方法?！?/p>
