拥有多余的染色体通常是生物体的问题，可能会干扰发育或导致疾病。但有些细胞反而会从中受益。例如，癌细胞或致病酵母可以利用多余的染色体逃避治疗并产生耐药性。

柏林夏里特医学院的一组研究人员现在已经揭示了酵母如何弥补基因失衡。他们的研究结果发表在《自然》杂志上，可能为治疗耐药性肿瘤或真菌感染提供新方法。

典型的健康人体细胞恰好有23条染色体的两个副本，其中存储了人的所有遗传信息。如果细胞分裂过程中发生错误，导致染色体产生三个或更多拷贝，那就太好了。总体而言，重复染色体上存在的基因被“读取”的频率更高，因此它们的产物(蛋白质)会达到异常水平。

这可能会扰乱生物体的发育，例如唐氏综合征等三体性病例，或者使生物体从一开始就无法生存。这使得非整倍体(指染色体数目异常的医学术语)成为流产的常见原因。

然而，令人惊讶的是，也有一些细胞和生物体学会了应对过多的基因，甚至从中受益。例如，一些癌细胞可以利用额外的染色体来更好地抵御肿瘤药物，并在接受治疗后继续生长。

非整倍体在酵母(一种单细胞真菌)中也很常见：据估计，所有天然的面包酵母或葡萄酒酵母酿酒酵母菌株中有五分之一都具有一组异常的染色体。

所有蛋白质交换速度都更快

多年来，研究人员一直在研究这些细胞如何处理额外的染色体。由夏里特大学生物化学研究所所长MarkusRalser教授领导的研究小组现已追踪到一种基于一种酵母的先前未知的补偿机制。

“我们能够证明，天然存在的非整倍体酵母细胞通过更快地交换所有蛋白质来缓冲有害的蛋白质负担，”Ralser解释道。

在他们的研究中，研究人员将“遗传健康”的酵母菌株与在实验室中诱导非整倍体的菌株以及从世界各地各种环境中分离出来的、本质上具有异常染色体数量的酵母菌株进行了比较。与实验室培育的菌株不同，天然菌株需要更长的时间才能适应过多的染色体。

对于所研究的约800种菌株，研究人员确定了基因活性和所有蛋白质的数量。为此，他们利用了质谱法，这种方法可用于测量单个样本中的数百种蛋白质。

对这些海量数据的分析表明，大多数长期为非整倍体的菌株已经补偿了额外染色体编码的蛋白质，这意味着这些蛋白质的存在水平与健康酵母更相似。

然后，研究小组研究了酵母是如何实现这一点的。“我们的数据显示，一种称为蛋白酶体系统的系统得到了加强，这意味着细胞回收机制更加活跃，”这项研究的第一作者、夏里特大学生物化学研究所的朱莉娅·明茨纳博士解释说。

“因此，具有额外染色体的细胞会全速运行，产生大量产物，但它们分解这些产物的速度也更快。”

这样可以减少多余蛋白质的量，尽管其他蛋白质的周转速度也更快。研究人员怀疑细胞有另一种方法来稳定非过剩蛋白质，这样它们就不会被过度破坏。

解决耐药性的方法?

研究人员希望这些新发现可以用作对抗难治性肿瘤和真菌感染的方法。与癌细胞一样，白色念珠菌等致病酵母如果具有额外的染色体，也会对药物产生耐药性。无法治疗的真菌感染可能是致命的。

“例如，可以考虑使用药物来减缓细胞中蛋白质的分解，这样细胞就会重新面临高蛋白质负担的困扰，”拉尔瑟说。

“这可能是防止治疗耐药的一种方法。”为了使这种方法发挥作用，癌细胞和致病酵母必须应用类似于酿酒酵母的原理来耐受非整倍体。找出答案是研究小组的下一个目标。

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