錯誤折疊的蛋白質(zhì)可作為有毒損傷的遺傳記憶

蛋白質(zhì)聚集體在阿爾茨海默病和帕金森病等疾病中聲名狼借，但在細菌中，子細胞對聚集體的遺傳可能有助于抵御在親代細胞中引發(fā)它們的相同毒性應(yīng)激，根據(jù)8月28日發(fā)表的一項新研究開放獲取期刊PLOS Biology，Sander Govers，Abram Aertsen和比利時KU Leuven的同事。因此，聚合體可以作為一種遺傳記憶，保護后代免受其祖先所經(jīng)歷的挑戰(zhàn)。

蛋白質(zhì)錯誤折疊是任何細胞的風(fēng)險，并且當(dāng)細胞暴露于熱，氧化應(yīng)激或其他損傷時尤其常見。未立即處理的錯誤折疊的蛋白質(zhì)通常聚集在一起形成長壽命的聚集體。這種聚集體可見于神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默病和帕金森病，它們被認(rèn)為有助于神經(jīng)退行性過程。聚集體也在腸道中發(fā)現(xiàn)的大腸桿菌等細菌中形成，并且一直被認(rèn)為對這些細胞有害。但是一些證據(jù)表明，聚集體也可能起到保護作用，至少在真核細胞中，導(dǎo)致作者詢問它們是否可能在原核細胞中帶來一些益處。

為了測試這一點，他們通過將細胞暴露于熱，抗生素或過氧化物來誘導(dǎo)大腸桿菌中的聚集體。當(dāng)給定的細菌細胞隨后分裂時，其包含的聚集體僅分離成兩個子細胞中的一個。多代后，細胞再次暴露于誘導(dǎo)聚集的應(yīng)激物。那些含有遺傳聚集體的同胞細胞比沒有遺傳聚集體的細胞顯示出更好的存活率和更快的恢復(fù)。通過表達易于聚集的惰性蛋白質(zhì)可以誘導(dǎo)相同的存活益處，這表明存在改善存活的聚集體而不是其組合物。作者發(fā)現(xiàn)，具有聚集體的細胞遺傳了更多的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)可以抵抗壓力，甚至在暴露于這些壓力之前，他們認(rèn)為這可以解釋生存率的增加。

“我們的研究結(jié)果表明，蛋白質(zhì)聚集體有可能改善細胞的穩(wěn)健性，與普遍的觀點相反，它們不可避免地對細胞健康有害，”Aertsen說。“此外，由于蛋白質(zhì)聚集體可以作為祖先侮辱的功能性物質(zhì)遺存持續(xù)存在并被遺傳多代，它們可以作為原核生物的長期表觀遺傳記憶。”

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