在釀酒行業(yè)中“發(fā)酵停滯”是一個(gè)令人頭疼的老問題，本應(yīng)當(dāng)忙著將葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭投趸嫉慕湍柑崆傲T工，結(jié)果剩下的糖都被破壞性的細(xì)菌吃掉了。

日前科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，朊蛋白在這一過程中起到了重要的作用。朊蛋白是一種異常折疊的可復(fù)制蛋白，酒里的細(xì)菌能通過朊蛋白起作用，在不改變酵母DNA的情況下使酵母發(fā)生可遺傳的代謝改變。他們認(rèn)為，這是拉馬克式遺傳的一個(gè)活生生的例子。相關(guān)論文于八月二十八日發(fā)表在Cell雜志上。

葡萄酒中的玄機(jī)生物學(xué)家們知道，在酵母細(xì)胞膜中存在著一個(gè)古老的生物學(xué)回路，在葡萄糖存在的情況下阻止酵母使用其他碳源。這個(gè)回路就是葡萄糖阻遏。釀酒酵母中的葡萄糖阻遏特別強(qiáng)，能夠有效處理糖類，因此被人們用來進(jìn)行發(fā)酵釀酒。

研究人員發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌能夠使酵母細(xì)胞膜中發(fā)生朊蛋白復(fù)制，進(jìn)而破壞葡萄糖阻遏。朊蛋白的這種干擾，讓酵母得以利用葡萄糖以外的碳源，導(dǎo)致發(fā)酵顯著減慢，直到出現(xiàn)“發(fā)酵停滯”。“這一過程，為我們提供了避免發(fā)酵停滯的線索，” 加州大學(xué)Davis分校的Linda Bisson教授說。

拉馬克式遺傳拉馬克的理論在很長一段時(shí)間里被人們束之高閣，但近年來隨著表觀遺傳學(xué)研究的發(fā)展，也有一些科學(xué)家開始反思拉馬克的觀點(diǎn)，尤其是獲得性遺傳。越來越多的證據(jù)表明，環(huán)境條件的確可以對(duì)生物產(chǎn)生可遺傳的影響。

自然界中的生物們，在復(fù)雜的群體中彼此競爭和協(xié)作。在這項(xiàng)研究中我們可以看到，細(xì)菌與酵母的跨“界”交流，使酵母發(fā)生了對(duì)二者都有好處的可遺傳改變。

“在某些情況下，生物需要適應(yīng)環(huán)境的暫時(shí)性變化，此時(shí)以朊蛋白為基礎(chǔ)的遺傳就很有幫助，”Bisson說。“這種機(jī)制允許改變后的酵母，隨著環(huán)境改變?cè)俅位氐匠跏紶顟B(tài)，”

研究顯示，細(xì)菌分泌的化學(xué)因子能夠誘導(dǎo)[GAR+]，[GAR+]是一個(gè)基于蛋白的表觀遺傳學(xué)元件，就是它幫助酵母繞過葡萄糖阻遏轉(zhuǎn)而使用多種碳源。[GAR+]對(duì)細(xì)菌有利是因?yàn)樗苁菇湍讣?xì)胞產(chǎn)出的酒精減少，對(duì)酵母有利是因?yàn)閺?fù)雜碳源有助于酵母的生長。

文章總結(jié)道，酵母為了應(yīng)對(duì)生物群體中的選擇性壓力，做出了可遺傳的生長和生存策略改變，這一現(xiàn)象是拉馬克式遺傳的一種體現(xiàn)。