朊病毒是一种自传播（self-propagating）的蛋白质聚集体。尽管朊病毒普遍存在于真核细胞中，但是在细菌中却没有发现朊病毒的存在。近日，美国哈佛医学院的Andy H. Yuan和Ann Hochschild在细菌中发现了朊病毒，研究结果发表在《科学》杂志上。
 真菌的朊病毒由蛋白质形成，可形成一种自我延续的（self-perpetuating）淀粉样折叠结构（朊病毒型），这种构型的特征是可以遗传。在本研究中，研究人员利用隐马尔科夫算法，分析了约 6 万个细菌基因组，以寻找含有可形成朊病毒的结构域（prion-forming domains，cPrDs）的蛋白质。研究人员最终确认了肉毒杆菌的转录终止子Rho（transcription terminator Rho of Clostridium Botulinum，Cb-Rho）。Cb-Rho含有68个氨基酸残基的cPrD。细菌Rho直系同源物的分析表明，许多Rho蛋白含有一个N末端插入结构域（N-terminal insertion domain，NID）。Cb-Rho cPrD位于NID中。大多数朊病毒形成蛋白的一个特征就是具有装配为淀粉样聚合物的能力。因此研究人员检测了Cb-Rho的淀粉样蛋白形成性（amyloidogenicity），结果发现了细胞外的淀粉样蛋白。研究人员还确认了Cb-Rho cPrD在功能上可取代酵母的朊病毒形成蛋白Sup35。
此外，在大肠杆菌中，cPrD使Cb-Rho可形成两种构型：可有效终止转录的可溶性构型与聚合的自传播的朊病毒构型。
该研究表明，细菌也可形成朊病毒，这些错误折叠的蛋白质聚合物可能会在哺乳动物中引起神经损伤。Cb-Rho的片段在插入酵母和大肠杆菌后表现得像一种朊病毒。由于朊病毒是可遗传的，所以细菌可能在无基因突变的情况下遗传其特征。研究人员打算下一步验证Rho是否可在其自然宿主中表现得像朊病毒，但这可能存在困难，因为肉毒杆菌不像传统的实验室微生物（如大肠杆菌）那般容易处理。（作者：马驰)
参考文献：Science 2017;355:198-201