Cell：拉马克的逆袭，朊蛋白跨“界”交流

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在酿酒行业中“发酵停滞”是一个令人头疼的老问题，本应当忙着将葡萄糖转变为酒精和二氧化碳的酵母提前罢工，结果剩下的糖都被破坏性的细菌吃掉了。

日前科学家们发现，朊蛋白在这一过程中起到了重要的作用。朊蛋白是一种异常折叠的可复制蛋白，酒里的细菌能通过朊蛋白起作用，在不改变酵母DNA的情况下使酵母发生可遗传的代谢改变。他们认为，这是拉马克式遗传的一个活生生的例子。相关论文于八月二十八日发表在Cell杂志上。

葡萄酒中的玄机

生物学家们知道，在酵母细胞膜中存在着一个古老的生物学回路，在葡萄糖存在的情况下阻止酵母使用其他碳源。这个回路就是葡萄糖阻遏。酿酒酵母中的葡萄糖阻遏特别强，能够有效处理糖类，因此被人们用来进行发酵酿酒。

研究人员发现，细菌能够使酵母细胞膜中发生朊蛋白复制，进而破坏葡萄糖阻遏。朊蛋白的这种干扰，让酵母得以利用葡萄糖以外的碳源，导致发酵显著减慢，直到出现“发酵停滞”。“这一过程，为我们提供了避免发酵停滞的线索，”加州大学Davis分校的LindaBisson教授说。

拉马克式遗传

拉马克的理论在很长一段时间里被人们束之高阁，但近年来随着表观遗传学研究的发展，也有一些科学家开始反思拉马克的观点，尤其是获得性遗传。越来越多的证据表明，环境条件的确可以对生物产生可遗传的影响。
自然界中的生物们，在复杂的群体中彼此竞争和协作。在这项研究中我们可以看到，细菌与酵母的跨“界”交流，使酵母发生了对二者都有好处的可遗传改变。

“在某些情况下，生物需要适应环境的暂时性变化，此时以朊蛋白为基础的遗传就很有帮助，”Bisson说。“这种机制允许改变后的酵母，随着环境改变再次回到初始状态，”

研究显示，细菌分泌的化学因子能够诱导[GAR+]，[GAR+]是一个基于蛋白的表观遗传学元件，就是它帮助酵母绕过葡萄糖阻遏转而使用多种碳源。[GAR+]对细菌有利是因为它能使酵母细胞产出的酒精减少，对酵母有利是因为复杂碳源有助于酵母的生长。
文章总结道，酵母为了应对生物群体中的选择性压力，做出了可遗传的生长和生存策略改变，这一现象是拉马克式遗传的一种体现。