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讨论东说念主员最近讨教称，发现了一种名为“Balon”的自然卵白质，它不错使细胞合成新卵白质的历程知难而退。

Balon 是在北极多年冻土的睡觉细菌中发现的，但许多其他生物似乎也能合成这种卵白质，这可能是一种在通盘生命树上凡俗存在但被长久淡薄的睡觉机制。

对于地球上的大多数生命来说，睡觉智商是保管生命的高大部分。因为像缺少食品或阴凉天气这么的恶劣要求平日会倏得出现。面对这些极点逆境，许多生物并莫得屈服，而是掌执了睡觉的智商。它们将生命活动和革故革新的速率放缓，恭候要求好转，它们再再行怡悦守望。

本色上，睡觉是大多数生命的常态：据猜测，60%的微生物细胞一直齐处于睡觉状态。即就是那些合座不会十足参加睡觉状态的生物，比如大多数哺乳动物，体内的一些细胞群也会睡觉，然后恭候最好时机再激活。

“咱们生活在一个充斥着睡觉状态的星球上”英国纽卡斯尔大学的演化分子生物学家谢尔盖·梅尔尼科夫（Sergey Melnikov）说，“生命主要就是在睡觉。”

细胞是若何作念到这少量的？多年来，讨论东说念主员已经发现了许多“致睡觉因子”（hibernation factors），它们是细胞用来指挥和保管睡觉状态的卵白质。当一个细胞检测到某种不利要求时，比如饥饿或阴凉，它就会产生一组致睡觉因子来关闭我方的革故革新。

一些致睡觉因子会碎裂细胞机制，另一些会结巴基因的抒发，还有一些会径直关闭细胞内合成卵白质的工场核糖体——这是细胞内最高大的致睡觉因子。在孕育中的细菌细胞中，制造卵白质占能量耗尽的 50% 以上。这些致睡觉因子会结巴核糖体合成新的卵白质，从而将能量勤俭下来得志基本的生涯需求。

本年早些时候，讨论东说念主员在《当然》（Nature）杂志上发表论文称，发现了一种新的致睡觉因子，并将其定名为 Balon。对它的基因序列的查找服从泄漏，这种卵白质对应的基因序列在所有这个词编入目次的细菌基因组中占到了约 20%，标明这种卵白质其实很常见。但它的职责样式却是分子生物学家从未见过的。

此前，所有这个词已知的打扰核糖体的致睡觉因子齐是被迫职责的：它们需要恭候核糖体完成某一卵白质的合成，然后才会结巴核糖体合成新的卵白质。关联词，Balon 却能让卵白质合成的历程迫切刹车。它会把我方塞进细胞的各式核糖体中，以至不错让正在职责的活跃核糖体中断活动。关联词，在此之前，东说念主们只在游离核糖体（empty ribosomes，与之相对的是附着核糖体）中发现过致睡觉因子。

“这篇对于 Balon 的论文很是翔实，”好意思国印第安纳大学的演化生物学家杰伊·列侬（Jay Lennon，未参与这项讨论，主要讨论微生物的睡觉）说，“不错增进咱们对睡觉机制的清爽。”

梅尔尼科夫和他的讨论生卡拉·海伦娜-布埃诺（Karla Helena-Bueno）在北极多年冻土里收罗到了一种名为“Psychrobacter urativorans”的嗜冷菌，尔后在这些特别稳健阴凉环境的细菌中发现了卵白质 Balon。

阐述梅尔尼科夫的说法，这种细菌最早是在 20 世纪 70 年代的一包冷冻腊肠中被发现的，自后被驰名的基因组学家克雷格·文特尔（Craig Venter）在一次北极之旅中再行发现。他们讨论了这种嗜冷菌和其他不同寻常的微生物，以此了解通盘生命历程中所使用的多各样种的卵白质制造器具，以及核糖体是若何稳健极点环境的。

睡觉不错由多种要求触发，包括饥饿与干旱，因此讨论东说念主员在开展这项讨论时怀着一个切实可行的主义。梅尔尼科夫说：“咱们也许不错行使这些常识，诡计出粗略耐受和煦表象的生物，从而招架表象变化。”

01

什么是 Balon

海伦娜-布埃诺粗略发现 Balon 十足是个不测。她原来是想让嗜冷菌在执行室里孕育，但她却作念了相背的事——她把培养皿放在冰桶里太久，服从把细菌冻坏了。等她想起来的时候，稳健低温环境的细菌已经参加睡觉了。

由于不想浮滥培养物，讨论东说念主员不管若何如故连接讨论下去。海伦娜-布埃诺索要了这些睡觉细菌的核糖体，并用冷冻电镜（cryo-EM，一种以高别离率不雅察轻浅生物结构的技艺）进行不雅察。她看到有一种卵白质“卡”在了停滞的核糖体的A位点上，而A位点恰是将氨基酸运进核糖体的“大门”。

海伦娜-布埃诺和梅尔尼科夫并不料识这种卵白质。事实上，这种卵白质此前从来莫得被形容过。它与另外一种细菌卵白质有相似之处，这种卵白质在西班牙语中被称为“Pelota”，意为“球”（ball），在核糖体的解析和回收中起高大作用。因此，他们把新发现的卵白质定名为“Balon”，这是西班牙语中另一个暗示“球”的词语。

好意思国西北大学的微生物学家叶米岸（Mee-Ngan Yap，未参与这项讨论）说，Balon 不错住手核糖体职责的智商对环境压力下的微生物来说是一种要害的稳健政策。“当细菌活跃生万古，它们会产生无数的核糖体和 RNA，”她说，“而当它们遇到压力时，便可能需要关闭 RNA 翻译成卵白质的历程，以便初始为可能较长的睡觉期储存能量。”

值得可贵的是，Balon 的作用机制是一个可逆的历程。不同于其他致睡觉因子，Balon 不错插入核糖体结巴细胞孕育，然后快速弹出，就像磁带一样。它不错使细胞在迫切景色下速即参加睡觉状态，也粗略以一样快的速率从睡觉中复苏，再行稳健更成心的环境。

Balon 之是以能作念到这少量，是因为它能以一种迥殊的样式附着在核糖体上。昔日发现的致睡觉因子齐会物理阻断核糖体的 A 位点，因此任何正在进行的卵白质制造历程齐必须先完成，然后致睡觉因子才智附着在核糖体上来关闭卵白质制造的历程。关联词，Balon 不错附着在 A 位点近邻，不需要穿过通说念，因此不管核糖体在作念什么，它齐能走动自如。

尽管 Balon 的作用机制很新颖，但它其实是一种极为常见的卵白质。Balon照旧发现，海伦娜-布埃诺和梅尔尼科夫就在群众数据库中辑录的所有这个词细菌基因组中发现存 20%以上与 Balon 有亲缘关系。在好意思国得克萨斯大学医学院分子生物学家玛丽亚·雷巴克（Mariia Rybak）的匡助下，他们讨论了其中两种细菌卵白质的特征：一种来自东说念主类病原体结核杆菌（Mycobacterium tuberculosis），另一种来自嗜热栖热菌（Thermus thermophilus），这种细菌生活在海底热泉，这里是最不能能发现嗜冷菌的地点。高大的是，这两种卵白质也齐会与核糖体的 A 位点趋奉。

至于其他细菌物种，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌中不存在 Balon。这两种细菌最常被讨论，亦然细胞睡觉讨论中最常使用的模子生物。海伦娜-布埃诺说，由于此前只热心少数执行室生物，科学家忽略了一种凡俗存在的睡觉机制。“我尝试探讨大当然中一个不起眼的边缘，然后恰巧发现了一些东西。”

02

生物要睡觉

每个细胞齐需要有睡觉以及择机复苏的智商。梅尔尼科夫说，大肠杆菌有五种不同的睡觉模式，每种模式齐足以独速即匡助这种微生物渡过危急。

“大多数微生物齐在挨饿，”法国里昂大学的微生物学家阿什利·沙德（Ashley Shade，未参与这项讨论）说，“它们生活在尴尬中，无法正常繁衍，也莫得过上更好的生活。”

不外，在非饥饿期，睡觉亦然有必要的。即就是合座不会十足参加睡觉状态的生物，如大多数哺乳动物，它们肉体中的一些单个细胞群也必须恭候最好激活时机。举例，东说念主类卵细胞不错在卵巢中保持睡觉数十年同期不丧失其生殖智商，东说念主出死后干细胞会参加骨髓，并参加睡觉状态，尔后恭候肉体召唤它们孕育和分化，神经组织中的成纤维细胞、免疫系统中的淋巴细胞，以及肝脏中的肝细胞齐会参加不活跃、不分裂的睡觉状态，之后再再行激活。

“这并不是细菌或古菌所迥殊的，”列侬说，“生命之树上的每一种生物齐不错秉承这种政策来暂停革故革新。”熊会蛰伏，疱疹病毒有躲避期，两栖动物会夏眠，且鸟类会假死。这些词语齐抒发了换取的真义：生物会在适合的要求下参加可逆的睡觉状态。

“在睡觉出现之前，生命只可赓续绝地孕育，”梅尔尼科夫说，“让生命暂停是一种奢求。”

这亦然一各样群方法上的“保障”。有的细胞通过识别环境变化并作出相应的反映，从而参加睡觉状态。关联词，许多细菌秉承的是一种有时政策。列侬暗示，“在有时波动的环境中，要是不停眠一段时候，那么当不能料想的晦气莅临时，通盘种群齐有可能濒临被死灭的风险。”即就是在最健康、最幸福、孕育速率最快的大肠杆菌菌落中，也有 5%~10% 的细胞处于睡觉状态。面对恶劣的情况，它们那些更活跃但也更脆弱的至亲很可能会遇到不测，但它们却能存活下来。

从这个真义真义上说，睡觉是一种莽撞全球性晦气的生涯政策——这恰是海伦娜-布埃诺讨论睡觉的原因。她想知说念面对表象变化，哪些生物不错闲逸存活，哪些生物有较强的还原力，以及哪些细胞历程（比如与 Balon 关系的睡觉）可能会对生物生涯有所匡助。

更高大的是，梅尔尼科夫和海伦娜-比诺但愿，Balon 的发现以及它广宽存在的特征粗略匡助东说念主们再行念念考生命的真义真义。咱们齐不时处于睡觉状态，何况许多东说念主很是享受这种状态。梅尔尼科夫说，“咱们一世中有三分之一的时候齐在睡觉，但却从不辩论这少量。”

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