近日，來自北京生命科學研究所的研究人員在新研究中證實線蟲中的PI3P結合蛋白EPG-6在自體吞噬（autophagy）過程中發(fā)揮著重要作用。這一研究成果于7月28日在線發(fā)表在著名生物學雜志《細胞》（Cell）旗下的子刊《發(fā)育細胞》（Developmental Cell）雜志上。

 

文章的通訊作者是北京生命科學研究所的張宏研究員，博士后路群為文章的第一作者。該項研究由科技部和北京市政府資助。

 

細胞自噬過程是一種從酵母到哺乳動物都高度保守的過程，在生物體生長發(fā)育，應對環(huán)境脅迫等方面發(fā)揮著重要作用。細胞自噬的一個基本特征是形成雙層膜的自噬小體(autophagosome)，包裹被降解的蛋白復合體以及損傷細胞器等，最終與溶酶體融合。到目前為止鑒定的很多自噬相關基因都參與自噬小體形成的分子過程，包括自噬小體前體結構的形成，膜泡的擴增及閉合等過程直至形成成熟的自噬小體。目前認為一種形成于ER的PI3P富集的稱為Ω小體的結構在自噬小體的形成過程中發(fā)揮重要作用。自噬通路上游PI3K復合體產生P13P，募集下游PI3P結合蛋白，例如DFCP-1和ATG-18等。

 

在這篇文章中，研究人員利用線蟲作為遺傳篩選模型鑒定出線蟲中PI3P結合蛋白EPG-6參與了細胞自噬過程。EPG-6直接與ATG-2相互作用，共同調節(jié)Ω小體向自噬小體發(fā)育，在epg-6和atg-2突變體中，細胞內會聚集大量自噬小體前體結構。研究人員發(fā)現(xiàn)EPG-6更接近于哺乳動物中的WIPI4，而線蟲中另外一個PI3P結合蛋白ATG-18更接近于哺乳動物中的WIPI1，epg-6與atg-18在自噬小體形成的不同階段發(fā)揮作用。

 

通過遺傳分析他們還建立了線蟲中自噬基因發(fā)揮作用的上下游通路，并且發(fā)現(xiàn)ULK1，EPG-8/ATG-14以及LGG-1與蛋白聚集體的集合都是Ω小體形成所必須的。本研究發(fā)現(xiàn)不同的PI3P結合蛋白在自噬過程中發(fā)揮不同的作用，并且建立了一個分析蛋白聚集體降解過程的框架。