植物或利用疯牛病蛋白形成记忆

来源：中国科学报   发布者：亦云   日期：2016-04-29  

一项日前发表于美国《国家科学院院刊》的研究表明，朊病毒—— 一种同疯牛病存在相关的蛋白——可能对植物的记忆负责。 这些蛋白可能有助于植物基于过去的事件改变它们的行为，从而帮助其决定诸如何时开花等行为。众所周知，植物拥有记忆。比如，某些植物会在长时间暴露于寒冷后开花。不过，如果经历寒冷后条件不合适，植物将延迟开花，直到温度和光线刚好合适。这表明，植物能“记住”自己曾暴露于寒冷中。 人们甚至可以从此类植物上取下组织并生长出新的植物，而它仍能记得遭遇过寒冷，并且因此开花。这种生理状态不知为何会在原来和新生的植物中延续。 “植物拥有很多能自我延续下去的状态。”美国麻省理工学院的Susan Lindquist介绍说，“它们在某些方面拥有记忆。” 一种朊病毒蛋白能以两种方式折叠：它拥有标准形式和朊病毒形式。一旦其折叠成朊病毒，随后便会导致类似蛋白改变它们的折叠，也将自己转变为朊病毒。 Lindquist团队已经知道酵母利用朊蛋白作为一种记忆形式，并且怀疑植物可能也会这样。对于克—雅氏综合征（即人类“疯牛病”）来说，朊病毒会在人类大脑中复制，并引发严重后果。与之不同，酵母中的朊病毒是有益的。它们能帮助这些生物体利用不同营养物质并在新地点生长。关键的是，这种能力会在代际之间延续。 该团队将在酵母中寻找朊病毒的技术应用于开花的芥子植物——拟南芥。他们的方法涉及利用特定算法寻找这种植物表达的全部蛋白质。研究人员发现了参与开花的4个蛋白，而这些蛋白拥有同酵母中朊病毒特异性序列相似的部分。接下来，该团队将酵母细胞中的朊病毒替换成来自拟南芥的像朊病毒一样的蛋白序列，并且证实，其中3个植物蛋白片段确实表现得像朊病毒。这是首次在植物中发现像朊病毒一样的蛋白序列。（宗华）

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