朊病毒到底是一種什麼東西?羅生物語2018-02-11 13:08:50

這個問題非常有意思,而我曾經的研究恰巧涉及過,所以我從自己專業的角度來答一下。

朊病毒到底是一種什麼東西?

朊病毒(Prion蛋白)三維結構以及所

造成的澱粉樣沉澱病變

一。 朊還是元傻傻分不清楚

其實我最早接觸朊病毒,很長一段時間一直不知道這個字中文的正確念法。開始我以為這玩意是念yuan,也就是元,對應英文“meta”,有點病毒始祖的意思。後來自己的研究專案涉及到了,才知道對應英文是RRION,明明是一種蛋白質,而不是經典意義的病毒。

所以記住這個字念ruan,

至於這麼翻譯好不好,我個人還真覺得需要商榷,至少個人經驗是容易造成歧義。

二。 遭遇Prion

因為我當時做的研究專案是用模式識別,機器學習等各種演算法,去識別蛋白質序列中的重複性和週期性。

我搞了個演算法,然後就到蛋白質資料庫UniProt裡去“海選”蛋白質。而這個Prion,就自己跳出來了。Prion的序列重複模式非常特別,一般蛋白序列的重複都是短字串重複(Tandem Repeat),而Prion卻包含巨長的重複,而且關鍵重複單元間的相似性非常高,以至於我開始一直懷疑這玩意是測序或者註釋錯誤。

朊病毒到底是一種什麼東西?

我作為通訊作者的介紹識別蛋白質重複序列演算法的綜述文章

後來還請教了芝加哥大學的進化生物學大牛龍漫遠老師,龍老師發給我幾篇文獻。看了以後我大概明白了,這個Prion實際上在很多物種裡都有,本來是個正常蛋白,至於重複的序列性,本是為了構成正常的功能結構域。

三。 蛋白腫麼變病毒了?

很多人都知道瘋牛病的病因就是朊病毒,其實就是變性的Prion蛋白。下圖左邊是正常的Prion(PrP),在動物體內發揮正常功能;右邊是變性的Prion(PrPsc),會導致動物腦部病變,出現所謂“澱粉樣沉澱”,大腦很多地方都萎縮了。

而最奇妙的在於,PrP和PrPsc之間的蛋白序列沒有差別,只是蛋白構象變化了。

朊病毒到底是一種什麼東西?

這個事情太超乎常理了,舉個形象的例子,就好比同一個生產線上生產蛋糕,用料都沒變,突然有一塊蛋糕變成了毒蘋果。寫到這兒,要推薦大家找一下@三思逍遙寫的一篇關於手性和藥物毒理的文章看看,和Prion的變性在哲學層面,有異曲同工之妙。

四。 病毒還是蛋白?

Prion明明是個蛋白質,沒有包含任何遺傳物質(DNA,RNA),在形態上和傳播方式上,和已知所有病毒也都完全不同。

那為什麼要叫它病毒呢?最重要的原因是它確實可以複製自己。

至於複製的方式,玩過多米諾骨牌嗎?變性的Prion就像第一張牌,一旦出現,就可以催化神經系統的正常蛋白變性。實際上,所謂的澱粉樣沉澱,如果拿到顯微鏡下觀察,會發現就是無數完全一樣的氨基酸結構在不斷重複,整齊的排列著,是不是非常邪惡。

個人認為,Prion不能算狹義的,或者說是生物學意義的病毒。如果一定要把它叫做病毒,那麼它是一種更為廣義的,甚至是在哲學意義上的病毒。我寫過一個微科幻,

叫《終極進化》,就是講一個文明是如何成為病毒一樣的東西,有興趣可以去頭條號閱讀:

https://www。toutiao。com/i6511550509734691336/

五。 學術性的生物學背景

本文只是雜文性質,沒有詳細討論學術層面。如果讀者感興趣,可以評論或私信提問,我會酌情在頭條號里根據讀者需求撰寫。