朊蛋白prion總是與瘋牛病和克-雅氏病等在一起，不過人們正逐漸意識(shí)到，朊蛋白在生物中也能夠發(fā)揮正常的有益功能。
日前科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，朊蛋白能夠使酵母從常規(guī)單細(xì)胞形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗉?xì)胞協(xié)作形式，并由此在不利環(huán)境條件下增大酵母的生存幾率。這種可遺傳的改變不會(huì)影響酵母基因組，是一種表觀遺傳學(xué)現(xiàn)象。
我們針對(duì)酵母中能夠形成prion的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)子進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)實(shí)際上整個(gè)酵母基因組中只有一個(gè)基因受到調(diào)節(jié)，這個(gè)基因就是FLO11，它是酵母多細(xì)胞性（multicellularity）的關(guān)鍵，該基因的表達(dá)可以使酵母從球狀轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維形態(tài)。生物通
Halfmann指出，FLO11受到了表觀遺傳學(xué)調(diào)控，同時(shí)也應(yīng)答著環(huán)境壓力。考慮到prion是蛋白的錯(cuò)誤折疊形式，而環(huán)境壓力會(huì)增加蛋白錯(cuò)誤折疊和prion的形成，他認(rèn)為prion可能就是影響FLO11活性的表觀遺傳學(xué)開關(guān)。
研究人員發(fā)現(xiàn)，酵母細(xì)胞中含有轉(zhuǎn)錄因子mot3的prion形式MOT3+，而且這種prion會(huì)引起需要FLO11表達(dá)的多細(xì)胞生長(zhǎng)模式。他們隨后在多種環(huán)境壓力下測(cè)試酵母細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)一定濃度的乙醇環(huán)境（類似天然發(fā)酵過程），會(huì)大大增加MOT3+的形成。他們還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞改變代謝方式，通過呼吸作用消耗周圍的氧時(shí)，這種prion就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>mot3-，而酵母恢復(fù)到單細(xì)胞狀態(tài)。研究結(jié)果說明，prion形式的蛋白驅(qū)動(dòng)了酵母的多細(xì)胞性，幫助酵母在乙醇環(huán)境下生存。
我們發(fā)現(xiàn)，連續(xù)的環(huán)境改變，啟動(dòng)了可遺傳的表觀遺傳學(xué)元件，然后又將其關(guān)閉，在這一過程中，prion使酵母轉(zhuǎn)為多細(xì)胞生長(zhǎng)模式，以幫助自身生存。”研究人員打算在其他生物中，進(jìn)一步尋找類似機(jī)制。
這項(xiàng)研究也為解析疾病基礎(chǔ)機(jī)制提供了新途徑。例如，癌癥中就包括蛋白錯(cuò)誤折疊、表觀遺傳學(xué)改變、代謝異常等等。“有些腫瘤是由一群不均一的細(xì)胞組成的，其中的腫瘤細(xì)胞在環(huán)境中演化，以確保自身生存。而酵母系統(tǒng)將幫助我們進(jìn)一步理解，表觀遺傳學(xué)在腫瘤中的作用，以及它對(duì)細(xì)胞間相互作用甚至藥物治療效果的影響，”
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