Cell惊人发现：酵母也有记忆

　　

生物通报道：酵母可以通过无性繁殖，经有丝分裂产生基因型相同的子细胞，也可以通过有性繁殖，与另一个酵母相互融合，形成拥有两套染色体的杂合子。能相互融合的酵母细胞为了彼此靠近，会释放出特定的信息素。酵母发现彼此后，就会停止细胞分裂，形成特殊突起相互接触。如果两个酵母没有成功接触，它们就会继续进行无性繁殖。

令人惊讶的记忆

ETH-Zurich的研究人员Fabrice Caudron和Yves Barral发现，酵母能够通过特殊机制，记住不好的繁殖经历。这一惊人发现发表在本期的Cell杂志上。

如果试图交配但却未能成功，酵母细胞就会产生一种分子记忆，其Whi3蛋白发生改变而失活。这些异常Whi3能影响其它Whi3蛋白，然后聚集到一起，酵母细胞很难分解掉这样的聚集体。Whi3聚集使细胞对信息素的敏感性减弱，只对更大量的信息素进行应答。如果信息素的量太低，酵母细胞仍会完全采用无性繁殖。

 “单细胞生物也有记忆，这完全出乎我们的意料，”生化教授Yves Barral说。有趣的是，这种记忆还与年龄有关。他指出，随着时间推移，酵母要找到合适的伴侣就越发艰难，因为聚集过程很难逆转。不过，从母细胞分离的子细胞不会遗传这样的记忆，蛋白聚集体仍留在母细胞中。目前，研究人员正在研究母细胞留住蛋白聚集体的机制。

节约能量

为何酵母需要保留这样的记忆呢？“这样的记忆可以帮助酵母，防止无结果而又耗费能量的交配尝试，”Caudron说。酵母面临着两难处境：无性繁殖会形成单一的群体，在环境条件发生突然改变时，酵母群体就可能灭绝。有性繁殖所产生的群体更多样化，但细胞耗费的能量也很大。

感知信息素的酵母细胞，会停止分裂等待交配对象，导致自己在营养竞争中落后。因此，只有在成功繁殖得到保障时，才值得回应信息素。而信息素浓度越高，就意味着交配对象离得越近。

ETH Zurich的科学家在这项研究中，首次展示了单细胞生物的非遗传记忆。不过，蛋白聚集现象其实很普遍。Barral指出细菌也会像酵母这样“变老”，他推测细菌可能也具有类似的记忆机制。此外，人们在果蝇中也曾发现过类似的机制。雄果蝇通过展示舞姿来赢取雌果蝇的芳心，但如果雌果蝇已经受精，就会对雄果蝇不屑一顾。此时，雄果蝇的神经末段（突触）会通过蛋白聚集，记住这一次的经历。研究人员认为，这说明单细胞生物和多细胞生物的记忆过程非常相似。

 

（生物通编辑：叶予）

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