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自噬體閉合的“門控開關”被找到

細胞自噬是真核生物在饑餓或其他不利條件下降解自身不重要的蛋白質或細胞器等,以幫助細胞渡過逆境的一種機制,與生長、發育、繁殖、抗病等有密切的關系。日本科學家大隅良典因在細胞自噬機制研究方面的開創性突出貢獻和細胞自噬的重要意義而獲得2016年的諾貝爾生理或醫學獎。饑餓誘導的細胞自噬基本過程包括啓動,雙層自噬前體膜形成、延伸、閉合成成熟自噬體,之後與液泡融合後利用液泡水解酶降解自噬體及其內含物,釋放到液泡外進行循環利用的過程。但到目前爲止,自噬體閉合的調控因子及機制不清楚。

  我校生科院梁永恒课题组2014年在《Molecular Biology of the Cell》上报道了参与囊泡运输的Vps21/Rab5模块蛋白缺失后自噬体在液泡外贴近液泡膜的位置大量堆积,不能与液泡融合去完成自噬过程。该课题组对这些缺失菌株中堆积在液泡膜外的自噬体进一步分析发现,这些自噬体为没有闭合的自噬体,自噬体膜上的许多参与细胞自噬的Atg蛋白和PI3P均没有被释放。利用遗传学上位分析发现Rab5模块蛋白调控的自噬体封口步骤确实作用于磷酸酶Ymr1调控的自噬体成熟(自噬体已闭合但Atg蛋白和PI3P均没有被释放)和Ypt7/Rab7调控的成熟自噬体(已闭合且Atg蛋白和PI3P均被释放)与液泡融合的步骤之前。该研究首次鉴定到参与调控自噬体闭合这一重要步骤的调控因子(门控开关)。该课题组10月3日在遗传学领域著名刊物《PLoS Genetics》发表了该最新发现,“A Rab5 GTPase module is important for autophagosome closure”(https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1007020)。论文以南京农业大学为第一作者单位和第一通讯作者单位。我校博士生周帆、青年教师邹珅珅博士、已毕业博士生陈永为共同第一作者,梁永恒教授和伊利诺伊州立大学芝加哥分校的Nava Segev教授为共同通讯作者。浙江大学的周以侹研究员和上海交通大学的谢志平研究员课题组也参与了该研究。该研究得到了国家自然科学基金面上项目的支持。