僵尸鹿病毒，该来的都会来！

看着可爱的鹿鹿，你无论如何也不会想到，今天竟成为了僵尸的代言者。在过去的两个月里，“僵尸鹿”病毒在北美肆虐，再次将“朊病毒”这个生物学词语引入大众视野。尽管距离朊病毒的首次发现与命名已经过去了三十多年，很多人对于这种侵染性的蛋白质颗粒还是感到不可思议。

顾名思义，朊病毒也即由蛋白质组成的“病毒”，并不含有遗传物质核酸。其发现与一系列令人闻风丧胆的疾病有关，例如疯牛病、“僵尸鹿”病。现代科学已经研究清楚，朊病毒是一种错误折叠的蛋白质PrPSc，PrPSc可以诱导细胞膜表面正常的PrPC改变折叠态成为PrPSc，并与其结合，如此往复最后呈纤维体沉淀（Soto, C., Estrada, L. and Castilla, J.，2006）。

这无论是在普通大众还是生物学研究者眼中都太匪夷所思，似乎打破了长久以来努力普及的“中心法则”，使得一个生物个体可以不依赖遗传物质进行“增殖”。作为生物学相关的研究者，我们不禁思考：这种现象到底有没有一定分子的进化基础，朊病毒的产生是否可以预测的？

基于对微生物知识的了解，我认为我们或许可以从一个关键词作为突破口去分析：分子伴侣。

分子伴侣（Molecular chaperones）虽然最初是根据与组蛋白结合并能介导核小体有序组装的核质素提出的，然而现在泛指能够识别并结合到不完整折叠或装配的蛋白质，帮助这些多肽正确折叠、转运或防止他们聚集，其本身不参与最终产物的形成的一类蛋白质。也就是说，在现有的正常生命系统中，本来就存在这样一些蛋白质，他们能够帮助其他多肽进行折叠，这也是分子伴侣得名的由来。

那么为什么正常的生命系统中会需要分子伴侣这种东西呢？我对原核生物比较了解，可以列举两种分子伴侣机制出现的原因：

第一是快速进化的需要。出现快速进化的情况，例如当环境变化特别迅速或者选择压力特别小时。环境变化迅速，一些突变速度快的微生物更容易进化出适应新环境的性状，从而保留下来，然而进化速度快也会带来很多本来合适的性状变得不合适这样的副作用，例如蛋白突变太多难以正常折叠，这时候就需要分子伴侣的帮助；选择压力小时，典型的例如内共生过程，也会导致进化快的微生物容易保留下来，同样需要很多分子伴侣的帮助，这一点已经在很多实例研究中证实（McCutcheon & Moran 2012）。

第二是分泌蛋白的需要。我们知道细胞一般都需要分泌蛋白质到细胞外，例如各种胞外分解酶、细胞膜绑定的蛋白等。细胞分泌系统中蛋白的跨膜转移途径主要有两种：Sec途径和Tat途径。Sec途径转移蛋白速度快，细胞内大多数分泌蛋白通过Sec途径转移，然而其有一个缺陷就是在转移的蛋白前体不能折叠；Tat途径如下所示可以转移折叠好的蛋白质，但是其转移速度很慢。那未折叠好的蛋白前体转移到细胞外怎么确保正确折叠？那也需要分子伴侣的帮助。

综上所述，在正常的生命系统中就存在这样一类帮助其他蛋白质正确折叠的蛋白质，或者说有蛋白质帮助蛋白质折叠这种分子行为出现，而且有进化出这种机制的前提条件，这都是不难想象的。那么接下来可以想象的是，如果一个蛋白质发生折叠错误，而且错误折叠后受其诱导折叠的蛋白质正好跟这个错误的蛋白质一样，最终效果就像多米诺骨牌一样一发不可收拾。由于蛋白前体是细胞合成的，其折叠的原材料不缺乏，这也使得朊病毒看起来似乎可以“增殖”。如果其折叠目标是细胞膜外蛋白，那么其感染甚至可以不通过进入细胞内，朊病毒只需在细胞外等待细胞内合成的前体转运出来即可！

前面介绍的PrPSc正是膜外蛋白。个人感觉，朊病毒的存在似乎应该是很广泛的，甚至在原核生物中可能也是广泛存在的，只不过目前只有涉及人类疾病的几种被发现。尽管朊病毒名为病毒（Prion virus），但和病毒本质上并不是一个东西，甚至也不应该被认为是生物，其就像生命系统中一个“捣蛋”的零件。也许之后随着研究的不断深入，朊病毒其名就会改变，就像当初的蓝藻（Blue algae）变成蓝细菌（Cyanobacteria）一样