Science：促进细胞存活的新型酵母朊病毒

近日来自日本RIKEN 脑科学研究所的研究人员在新研究中发现了一种可促进药物耐受和细胞存活的新型酵母朊病毒，并证实在细胞适应过程中朊病毒转变发挥了积极的作用，从而提供了关于活生物体中朊病毒潜在更广泛的功能的新见解。相关研究论文发布在Science杂志上，为解开细胞生物学中的一个重要谜题提供了新转折。

　　

生物通报道  近日来自日本RIKEN 脑科学研究所的研究人员在新研究中发现了一种可促进药物耐受和细胞存活的新型酵母朊病毒，并证实在细胞适应过程中朊病毒转变发挥了积极的作用，从而提供了关于活生物体中朊病毒潜在更广泛的功能的新见解。相关研究论文发布在《科学》（Science）杂志上，为解开细胞生物学中的一个重要谜题提供了新转折。

自从上世纪60年代科学家们发现这类称之为朊病毒的错误折叠蛋白以来，向分子生物学基础理论提出了一个重大的挑战：中心法则认为遗传信息是从DNA和RNA向蛋白质传递，而非是从蛋白质传递至其他的分子。与这项规则相反的是，朊病毒是通过传送其错误折叠的形状而将信息从一个分子传递至另一个分子的，导致了大量疾病例如疯牛病和克雅氏病破坏性的后果。然而直到现在对于这一不同寻常的传输机制所具有的更广泛性的影响仍没有获得很好的理解。

对于酵母阮病毒的研究表明在这些影响中，除了众所周知的在疾病中的作用，一些朊病毒还可能赋予了生物体生存优势，帮助它们应对环境压力。为了探讨这一想法，脑科学研究所的研究小组对芽殖酵母中广泛不同的基因进行了筛查以寻找从前未发现的朊病毒。在6000个筛查的基因中，他们发现了一种新型酵母朊病毒“Mod5”，其具有不同寻常的特性：缺乏其他酵母朊病毒特征性的谷氨酰胺和天冬酰胺富集氨基酸序列。这样的序列被认为可促进形成淀粉样蛋白聚集物，是朊病毒繁殖的重要机制。

尽管缺乏这些序列，Mod5还是形成了像其他酵母朊病毒一样的淀粉样蛋白聚集物。不同于在一些众所周知的朊病毒疾病中聚集物发挥破坏性的作用，研究人员发现Mod5聚集物事实上帮助了酵母，使其对抗真菌剂产生了耐受。这种优势非常的重要，当研究人员用抗真菌剂处理酵母对其施加压力时，发现事实上它促进了朊病毒的转变。

这些结果表明Mod5酵母朊病毒通过在进化适应中发挥关键角色的选择作用，促进了环境压力下的细胞存活。这一发现标志着我们在理解朊病毒进化作用和独特遗传形式上的一个突破，为控制和治疗某些世界上最危险的传染病提供了有希望的新途径。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

A Yeast Prion, Mod5, Promotes Acquired Drug Resistance and Cell Survival Under Environmental Stress

Prion conversion from a soluble protein to an aggregated state may be involved in the cellular adaptation of yeast to the environment. However, it remains unclear whether and how cells actively use prion conversion to acquire a fitness advantage in response to environmental stress. We identified Mod5, a yeast transfer RNA isopentenyltransferase lacking glutamine/asparagine-rich domains, as a yeast prion protein and found that its prion conversion in yeast regulated the sterol biosynthetic pathway for acquired cellular resistance against antifungal agents. Furthermore, selective pressure by antifungal drugs on yeast facilitated the de novo appearance of Mod5 prion states for cell survival. Thus, phenotypic changes caused by active prion conversion under environmental selection may contribute to cellular adaptation in living organisms.