朊病毒是一种错误折叠的蛋白质，以引起动物和人类的退行性疾病而闻名，现在可能首次在植物中被发现。
由马萨诸塞州剑桥市怀特海生物医学研究所的生物学家苏珊·林德奎斯特领导的研究人员报告说，他们已经在拟南芥（Arabidopsis）中发现了一种蛋白质片段，当将其插入酵母菌时，其行为类似于朊病毒。
在植物中，这种蛋白质被称为感光周期蛋白（LD），它通常参与对日光的反应和控制开花时间。当LD基因的一部分被插入酵母菌时，它会产生一种不能正常折叠的蛋白质，并且会将这种错误折叠的状态传播到周围的蛋白质，产生多米诺骨牌效应，导致聚集或结块。后代酵母细胞继承了这种效应：它们的蛋白质版本也会错误折叠。
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林德奎斯特补充说，这并不意味着植物肯定具有朊病毒样蛋白，但她认为这很可能。 “如果那里没有，我会感到惊讶，”她说。为了证明这一点，研究人员需要磨碎植物，看看是否可以找到像LD这样的蛋白质的几种不同折叠状态，并证明任何潜在的朊病毒在添加到蛋白质试管中时都会引起错误折叠的级联反应。林德奎斯特补充说，因为她不是植物科学家——她的重点是使用酵母来研究朊病毒——她没有尝试过这些实验。该研究于4月25日在《美国国家科学院院刊》上报道。
植物谜题
目前尚不清楚为什么LD在植物中会表现得像朊病毒。朊病毒以引起不良影响而臭名昭著：在人类中，它们的错误折叠和结块会导致变异型克雅氏病（vCJD）；在绵羊和山羊中，同样的效果会导致羊瘙痒病。但林德奎斯特已经证明朊病毒蛋白可以为某些生物体提供进化优势——例如，在酵母中，可以帮助它们在恶劣的环境条件下生存。
她推测，这种情况也可能在植物中发生。林德奎斯特说，线索可能来自其他研究人员的工作，他们认为——在果蝇中——朊病毒样蛋白的积累可能有助于形成或稳定长期记忆，通过在突触处产生长寿命的蛋白质簇。
植物也需要跟踪其外部环境，这是一种记忆形成：例如，某些植物在经历数周的寒冷温度后才会开花。在论文中，林德奎斯特的团队认为，如果LD确实在植物中充当朊病毒，那么其功能作用之一可能是通过蛋白质簇的积累来创建外部温度的永久痕迹。
《自然》杂志联系的其他植物科学家认为这个想法非常投机。但是，威斯康星大学麦迪逊分校的植物生物化学家理查德·阿马西诺说，“如果发现朊病毒样行为在植物发育的某些正常方面发挥作用，那将非常酷”。
林德奎斯特正在寻找更多可能的朊病毒：她的研究使用计算机算法挑选出LD，以识别拟南芥植物中与已知酵母朊病毒相似的蛋白质长度。她说，在折叠的“正常”和“错误折叠”状态之间切换的能力“似乎是许多蛋白质都具有的基本属性”。
本文经许可转载，并于2016年4月25日首次发表。