Cell：拉馬克的逆襲，朊蛋白跨“界”交流

　　在釀酒行業中“發酵停滯”是一個令人頭疼的老問題，本應當忙著將葡萄糖轉變為酒精和二氧化碳的酵母提前罷工，結果剩下的糖都被破壞性的細菌吃掉了。

　　日前科學家們發現，朊蛋白在這一過程中起到了重要的作用。朊蛋白是一種異常折疊的可復制蛋白，酒里的細菌能通過朊蛋白起作用，在不改變酵母DNA的情況下使酵母發生可遺傳的代謝改變。他們認為，這是拉馬克式遺傳的一個活生生的例子。相關論文于八月二十八日發表在Cell雜志上。

　　葡萄酒中的玄機

　　生物學家們知道，在酵母細胞膜中存在著一個古老的生物學回路，在葡萄糖存在的情況下阻止酵母使用其他碳源。這個回路就是葡萄糖阻遏。釀酒酵母中的葡萄糖阻遏特別強，能夠有效處理糖類，因此被人們用來進行發酵釀酒。

　　研究人員發現，細菌能夠使酵母細胞膜中發生朊蛋白復制，進而破壞葡萄糖阻遏。朊蛋白的這種干擾，讓酵母得以利用葡萄糖以外的碳源，導致發酵顯著減慢，直到出現“發酵停滯”。“這一過程，為我們提供了避免發酵停滯的線索，” 加州大學Davis分校的Linda Bisson教授說。

　　拉馬克的理論在很長一段時間里被人們束之高閣，但近年來隨著表觀遺傳學研究的發展，也有一些科學家開始反思拉馬克的觀點，尤其是獲得性遺傳。越來越多的證據表明，環境條件的確可以對生物產生可遺傳的影響。

　　自然界中的生物們，在復雜的群體中彼此競爭和協作。在這項研究中我們可以看到，細菌與酵母的跨“界”交流，使酵母發生了對二者都有好處的可遺傳改變。

　　“在某些情況下，生物需要適應環境的暫時性變化，此時以朊蛋白為基礎的遺傳就很有幫助，”Bisson說。“這種機制允許改變后的酵母，隨著環境改變再次回到初始狀態，”

　　研究顯示，細菌分泌的化學因子能夠誘導[GAR+]，[GAR+]是一個基于蛋白的表觀遺傳學元件，就是它幫助酵母繞過葡萄糖阻遏轉而使用多種碳源。[GAR+]對細菌有利是因為它能使酵母細胞產出的酒精減少，對酵母有利是因為復雜碳源有助于酵母的生長。

　　文章總結道，酵母為了應對生物群體中的選擇性壓力，做出了可遺傳的生長和生存策略改變，這一現象是拉馬克式遺傳的一種體現。