PNAS：植物也有記憶？

　　——一項研究表明，一種功能像是朊病毒的植物蛋白在插入到酵母中后，能形成植物記憶。

　　生物通報道：朊病毒對于我們來說可能不太熟悉，但是要提起它引起的“瘋牛病”，那可是臭名昭著，人人皆知。這種病毒又稱蛋白質侵染因子，是一類能侵染動物并在宿主細胞內復制的小分子無免疫性疏水蛋白質。所以雖然朊病毒叫做病毒，但它卻與病毒完全不同，只有蛋白質而無核酸。

　　大家對朊病毒的印象主要停留在動物和細菌中，然而去年的一項研究指出草類植物可以結合、吸收和輸送具有傳染性的朊病毒，同時美國國家野生動物健康中心發現苜蓿、玉米與番茄能被鹿群“慢性消耗性疾病”的感染性、畸形蛋白質朊病毒傳染，從而引發了這方面的熱議。

　　近期來自Whitehead生物醫學研究所的一組研究人員發現一種植物蛋白在插入到酵母中后，其功能就會變得像是朊病毒一樣。研究人員推測，這種錯誤折疊的蛋白可能可以解釋植物如何存儲和傳遞記憶的。

　　這一研究成果公布在4月25日《美國國家科學院院刊》（PNAS）雜志上。

　　來自德國波恩大學植物智力研究專家Frantisek Baluska（未參與此項研究）認為這項研究十分重要，“事實上，我很期待在植物中發現朊病毒，”他說。

　　每年春天，植物都能根據水合作用、溫度和具有冬季記憶的春化作用等因素而開花。但是科學家們對于植物記憶的分子機制并不十分了解。

　　在這篇文章中，研究人員利用一種專門用于分析酵母朊病毒樣蛋白質域的算法，篩選了擬南芥的整套蛋白質的序列。從中識別出了474個候選蛋白，之后他們把篩選結果縮小到了3種涉及開花相關基因表達的蛋白，使用酵母計算方法測試了這些蛋白質的朊病毒樣屬性。

　　在這些蛋白中，Luminidependens (LD)滿足了一種朊病毒的某些定義標準，即：維持一種低聚物自我復制狀態的能力，可以在實驗室中持續而可遺傳地改變一種相關酵母蛋白質域的功能。此外，當移植到酵母朊病毒Sup35的時候，LD朊病毒域取代了這種酵母朊病毒域的功能，這表明LD可能是一種真正的朊病毒，而且很可能是首次發現來自植物的朊病毒。

　　研究人員表示，植物區分冬季和非季節性寒潮的能力可能與諸如LD等蛋白有關，這類蛋白質可能幫助觸發或調控了與春化和開花有關的表觀遺傳學變化。

　　這項研究或首次在植物中發現了朊病毒樣蛋白，為了驗證這一結果，研究人員還需要進一步更多的實驗。研究組在該篇論文中也提出了這些錯誤折疊的蛋白也許能作為植物記憶的一種基本形式。

　　威斯康星麥迪遜大學的植物生物化學家Richard Amasino（未參與此項研究）表示，雖然這種作用還是推測，但“如果能發現植物正常發育過程中，一些朊病毒樣蛋白的行為，那么真是一項重大發現。”