Как прионы помогают дрожжам адаптироваться к меняющимся условиям

Белки в мозге, называемые прионами, хорошо известны своим участием в развитии болезней, но исследование, опубликованное в eLife, предполагает, что они могут помогать дрожжам справляться с быстро меняющимися условиями окружающей среды.

Результаты показывают, что прионы могут быть частью важного эпигенетического механизма контроля роста клеток в изменяющихся условиях. Дальнейшее изучение этой роли может помочь понять болезни, связанные с аномальным ростом или гибелью клеток.

Прионы — это белки, аномально свернутые в различные формы. Они могут распространяться или передаваться новым клеткам. Они печально известны связью с двумя смертельными болезнями мозга: болезнью Крейтцфельдта-Якоба и коровьим бешенством. Но некоторые прионы могут быть полезны. Каждая форма приона может выполнять в клетке свою задачу, подобно швейцарскому армейскому ножу.

Чтобы узнать больше, авторы изучили дрожжевой фермент псевдоуридинсинтазу, который может принимать две разные формы. Они обнаружили, что в своей альтернативной прионной форме этот фермент заставляет дрожжи размножаться и расти быстрее, хотя эти изменения происходят за счет сокращения продолжительности жизни дрожжей.

С помощью компьютерного моделирования команда показала, что изменения, вызванные прионом, полезны, когда ресурсы окружающей среды в изобилии, но вредны, когда ресурсов мало. Уменьшив количество так называемого белка-шаперона, они также показали, что прион может вернуться к своей первоначальной ферментной форме. Поскольку сами белки-шапероны колеблются в меняющихся условиях, авторы предполагают, что это может быть способом включать или выключать прион при необходимости.

«Мы определили новую роль прионов, в которой они могут трансформировать рост и выживаемость клеток», — говорит соавтор. «Эти данные свидетельствуют о том, что прионы могут быть еще одной формой эпигенетического контроля клеток».

Эпигенетические изменения могут изменять поведение клеток, не меняя их ДНК, могут передаваться новым поколениям клеток и могут включаться или выключаться условиями окружающей среды. Авторы предполагают, что изучение роли прионов в эпигенетическом контроле может иметь решающее значение для улучшения нашего понимания прионных болезней.

«Эти типы эпигенетических изменений упускаются при секвенировании геномов, но все же могут оказывать большое влияние на рост клеток», — заключает старший автор. «Крайне важно больше узнать о последствиях эпигенетических изменений, вызванных прионами, в клетках и найти новые способы их поиска в дрожжах и других организмах».