朊病毒诱导的秀丽隐杆线虫可遗传状态

自我复制的蛋白质构象能够编码持久的表观遗传状态，这些状态构成哺乳动物朊病毒病的基础，并参与年龄相关性神经退行性疾病的发生。在真菌中，此类构象可通过有丝分裂和减数分裂传递，从而实现多种表型的稳定遗传。然而，类似的跨代蛋白质介导的遗传是否能够超越单细胞系统而延伸至后生动物，仍是未知之谜。在本研究中，我们以秀丽隐杆线虫（C. elegans）为研究对象探讨了这一问题。秀丽隐杆线虫是一种遗传学操作便捷、寿命短暂的动物，非常适合追踪可遗传信息在不同世代之间的传递。我们发现，当一种酵母朊病毒结构域与宿主蛋白融合时，可诱导产生一种可遗传的改变状态；该状态在较高温度下出现，并在较低温度下跨世代持续存在。该状态的产生依赖于已知具有朊病毒形成能力的酵母重复序列，而该状态本身具有可逆性，并且在杂交后代表现为半显性，这与基于蛋白质的表观遗传机制相一致。这些发现直接证明，能够采用自我复制构象的蛋白质结构域可以在动物中编码可遗传信息。

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能够自我复制的蛋白质构象可以编码持久的表观遗传状态，这些状态是朊病毒疾病的基础，并参与哺乳动物与年龄相关的神经退行性疾病。在真菌中，此类构象可通过有丝分裂和减数分裂进行传递，从而实现多种表型的稳定遗传。然而，类似的跨代蛋白质介导遗传是否能够超越单细胞系统而扩展至后生动物，目前尚不清楚。在本研究中，我们以秀丽隐杆线虫（C. elegans）为对象探讨这一问题。该动物具有良好的遗传操作性且寿命较短，非常适合追踪可遗传信息在不同世代间的传递。我们发现，当一种酵母朊病毒结构域与宿主蛋白融合时，可诱导产生一种可遗传的改变状态；该状态在较高温度下出现，并可在较低温度下跨世代持续存在。该状态的产生依赖于已知的致朊病毒酵母重复序列，而该状态本身具有可逆性，并在杂交后代表现出半显性特征，这与蛋白质介导的表观遗传机制相一致。这些发现为以下观点提供了直接证据：能够采取自我复制构象的蛋白质结构域可以在动物中编码可遗传信息。

利益冲突声明

已声明的资助信息

美国国立普通医学科学研究所（NIGMS），R35GM130366

美国国立老年研究所（NIA），R01AG086495

版权

本预印本的。

本作品依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议提供。

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发布于 2026 年 9 月 30 日。

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秀丽隐杆线虫中由朊病毒诱导的可遗传状态

Orkan Ilbay

，

Rebecca A. Zabinsky

，

Thomas Lozanoski

，

Daniel F. Jarosz

，

Andrew Fire

bioRxiv

2026.09.27.753494；

doi：

https://doi.org/10.64898/2026.09.27.753494

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秀丽隐杆线虫中由朊病毒诱导的可遗传状态

Orkan Ilbay

，

Rebecca A. Zabinsky

，

Thomas Lozanoski

，

Daniel F. Jarosz

，

Andrew Fire

bioRxiv

2026.09.27.753494；

doi：

https://doi.org/10.64898/2026.09.27.753494

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.27.753494v1?rss=1

🏷️ 朊病毒 秀丽隐杆线虫 跨代遗传 蛋白质介导遗传 表观遗传 自我复制蛋白构象