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发酵是酿酒的关键步骤。但是有时用于发酵的酵母在未完成发酵时就提早收工,使得发酵液中的细菌得以享用剩下的糖同时破坏了饮料,这种现象是长期存在的一个问题,称作发酵停滞。研究人员发现在该现象中存在一个生化交流系统,该项发现发表在8月28日的《细胞》杂志上。
通常情况下,当葡萄中的糖分存在的情况下,一个存在于酵母细胞膜上的生物回路阻断消耗其他碳源的途径,使得自身只能消耗糖类,该过程称为葡萄糖抑制,该过程使得人们可以利用酵母酿酒或者烘焙。但是有时候,细菌可以发出激发朊病毒的信号,朊病毒是一种具有感染性的,错误折叠的蛋白质,因为可以在人体中引发疯牛病而闻名世界。激发的朊病毒可以在酵母细胞膜上复制,干扰葡萄糖抑制过程,让酵母可以利用其他碳源同时降低葡萄糖代谢——最终结果是发酵效率低下。
研究人员怀疑该过程可以用于解释人类2型糖尿病的发病机制:细胞监视血糖水平从而开始改变它们的代谢方式,糖尿病过程中细胞忽视葡萄糖信号,这也许是由于朊病毒感染引发,最终让葡萄糖留在血液循环中。引发人类疯牛病的朊病毒则通过另一种模式致病,人体中存在正常的朊蛋白,该蛋白作用可能与神经系统的维持相关;引发疯牛病病毒的异常朊蛋白可以使得正常朊蛋白发生异构化,该异常蛋白物理性质稳定,不能被蛋白酶K分解,常常聚集在一起,沉积在大脑中,引起神经细胞退行性疾病。
研究人员建议酿酒厂通过在发酵早期碾压葡萄的过程中添加二氧化硫杀死细菌来避免引入朊病毒。