Plant Cell|自噬相關14及其相關的磷脂醯肌醇3-激酶複合物促進擬南芥自噬

2020-10-18 PaperRSS

磷脂醯肌醇3-磷酸(PI3P)是自噬和內體分選的重要膜標誌,在植物中由Ⅲ類磷脂醯肌醇3-激酶(PI3K)複合物合成,PI3K由Vps34激酶、ATG6、VPS15和VPS38或ATG14作為第四亞單位組成。雖然缺少這三個核心亞單位的擬南芥植株是不育的,但vps38突變體是可行的,但具有異常的葉片、根和種子發育、蔗糖感知和內體運輸,這表明VPS38和ATG14是非冗餘的。

在這裡,我們通過一組CRISPR/Cas9和T-DNA插入突變體擾亂兩個擬南芥近緣基因來評估ATG14的作用Atg14a atg14b雙突變體是相對正常的表型,但在營養脅迫期間表現出自噬缺陷,包括自噬小體積累減少和貨物運輸減少。

出人意料的是,純合atg14a atg14b vps38三重突變體是可行的,但表現出嚴重的玫瑰花結發育,並降低了繁殖力、花粉萌發和自噬,這與ATG14和VPS38都需要完全激活PI3P生物學是一致的。然而,三個突變體仍然積累了PI3P,但對PI3K抑制劑wortmannin敏感,表明ATG14/VPS38組分對PI3P的合成不是必需的。

總而言之,ATG14/VPS38突變體為研究在PI3P生物學植物特定功能提供可能。

Phosphatidylinositol 3-phosphate (PI3P) is an essential membrane signature for both autophagy and endosomal sorting that is synthesized in plants by the class-III phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) complex, consisting of the VPS34 kinase, together with ATG6, VPS15, and either VPS38 or ATG14 as the fourth subunit. While Arabidopsis plants missing the three core subunits are infertile, vps38 mutants are viable but have aberrant leaf, root and seed development, sucrose sensing, and endosomal trafficking, suggesting that VPS38 and ATG14 are non-redundant. Here, we evaluated the role of ATG14 through a collection of CRISPR/Cas9 and T-DNA insertion mutants disrupting the two Arabidopsis paralogs. atg14a atg14b double mutants were relatively normal phenotypically but displayed autophagy defects, including reduced accumulation of autophagic bodies and cargo delivery during nutrient stress. Unexpectedly, homozygous atg14a atg14b vps38 triple mutants were viable but showed severely compromised rosette development and reduced fecundity, pollen germination and autophagy, consistent with a need for both ATG14 and VPS38 to fully actuate PI3P biology. However, the triple mutants still accumulated PI3P, but were hypersensitive to the PI3K inhibitor wortmannin, indicating that the ATG14/VPS38 component is not essential for PI3P synthesis. Collectively, the ATG14/VPS38 mutant collection now permits the study of plants altered in specific aspects of PI3P biology

版權作品,未經PaperRSS書面授權,嚴禁轉載,違者將被追究法律責任。

PaperRSS,關注生命科學,高校院所科研進展

相關焦點

  • Plant Cell | 硫化氫調控植物細胞自噬的新機制
    責編 | 逸雲細胞自噬是一種真核生物中高度保守的物質降解機制,參與自噬過程的蛋白被稱為自噬相關蛋白已有研究表明H2S通過獨立於活性氧的方式負調節擬南芥細胞自噬,但其具體機制尚不清楚。為了探究ABA如何調控葉肉細胞中蛋白過硫化物修飾水平,研究人員用ABA處理擬南芥後進行蛋白組分析其H2S含量,發現AtATG4a在調控細胞自噬中具有重要作用。研究發現Cys170是ATG4蛋白的催化位點,在多種生物中高度保守。AtATG4a的Cys170的過硫化修飾可能影響該蛋白酶的水解活性和生物功能。
  • 上海生科院發現AMPK信號調控自噬的新機制
    在自噬的起始階段會發生VPS34-VPS15-Beclin1核心複合體的形成,隨著其他自噬相關蛋白如Atg14L(自噬相關蛋白14)等加入該核心複合體,VPS34(Ⅲ型磷脂醯肌醇3-激酶)會逐漸活性化並以PtdIns(磷脂醯肌醇
  • NCB:自噬降解脂滴相關蛋白促進脂解
    2015年5月18日訊 /生物谷BIOON/ --近日,來自美國愛因斯坦醫學院的研究人員在國際學術期刊nature cell biology在線發表了一項最新研究進展,他們發現分子伴侶介導的自噬過程能夠降解脂滴相關蛋白
  • JACS:篩選特異性抑制自噬途徑的小分子抑制劑
    今天給大家帶來一篇最近發表在J.Am.Chem.Soc (IF=14.695)上面的文章。  3.這篇文章的應用是細胞自噬。該過程是所有真核生物中一個進化保守的分解代謝過程,胞質物質被吞噬、降解和循環。一般在營養豐富的條件下,自噬很少啟動。但當營養被剝奪、能量消耗或細胞應激反應時發生。在激發過程中,細胞內受損的細胞器,蛋白質以及病原體等被隔離在一個叫做自噬小體的雙膜囊中,然後被轉運到溶酶體進行降解。
  • 一分子信號對自噬溶酶體重構起關鍵作用
    近日來自清華大學、北京大學及中國農業大學等機構的研究人員發表了題為「Clathrin and phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate regulate autophagic lysosome reformation」的研究論文揭示了一條對自噬溶酶體重構起關鍵性作用的分子信號
  • Nature:TIPRL,肺癌又一潛在有效靶點,與自噬相關
    非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)中TIPRL(TOR signalingpathway regulator-like)的上調增強了自噬活性。TIPRL與eIF2α(eukaryotic Initiation Factor 2α)的相互作用導致eIF2α磷酸化並激活eIF2α-ATF4途徑,從而誘導自噬。
  • 科學家揭示蛋白聚集體選擇性自噬調控的新機制
    該研究發現了蛋白聚集體通過選擇性自噬清除過程中新的調控因子,並揭示了其作用機制。 錯誤摺疊蛋白和蛋白聚集體的清除對於細胞穩態維持至關重要。蛋白聚集體可通過選擇性細胞自噬而被清除,此過程被稱為聚集體自噬(aggrephagy)。
  • ADP/ATP轉位酶可促進線粒體自噬
    ADP/ATP轉位酶可促進線粒體自噬 作者:小柯機器人 發布時間:2019/10/17 14:10:48 近日,美國賓州大學Zoltan Arany及其研究小組發現ADP/ATP轉位酶促進線粒體自噬但不依賴於其酶活。
  • 遺傳發育所研究組聯合揭示蛋白聚集體選擇性自噬調控的新機制
    細胞生物學著名期刊The Journal of Cell Biology於2017年4月12日以Article形式在線發表了中國科學院大學研究生導師、中科院遺傳發育所楊崇林及其研究組和中國科學院大學崗位教授、中科院遺傳發育所郭偉翔及其研究組合作的研究論文「The BEACH-containing protein WDR81 coordinates
  • Cell:蛋白Mcr調節相鄰細胞中的自噬
    圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.06.0182017年7月5日/生物谷BIOON/---根據一項新的研究,來自美國麻薩諸塞大學醫學院等相關研究機構的研究人員發現在果蠅相鄰細胞之間部署的一種免疫相關蛋白在一種被稱作自噬的細胞降解過程中扮演著重要的角色。
  • 【科技前沿】張宏團隊揭示自噬調控新機制:IPMK通過抑制轉錄因子...
    細胞自噬(autophagy)是一種在真核生物中高度保守的由溶酶體介導的降解途徑,對細胞應對各種應激條件以及維持穩態平衡至關重要。自噬通過形成雙層膜的自噬體包裹部分細胞質,如受損傷的細胞器或錯誤摺疊的蛋白質等,並運輸至溶酶體進行降解。自噬活性異常與癌症、神經退行性疾病、免疫系統疾病等多種人類疾病的發生發展相關【4-6】。
  • 壓力相關的自噬信號通路,這篇都說清楚了
    接著,ATG14在ULK1/2的作用下磷酸化,並招募Beclin1蛋白以及Vps34/15蛋白,以形成磷脂醯肌醇激酶3(PI3K)小團隊,專幹著使磷脂醯肌醇磷酸化(PI3P)的活兒,並接收ATG9依賴性的內吞小泡做小弟。
  • Cell Rep:阻斷自噬 將癌細胞牢牢粘在原地
    2016年5月16日訊 /生物谷BIOON/ --來自美國芝加哥大學的研究人員最近發現抑制細胞的自噬過程能夠有效阻斷腫瘤細胞遷移和腫瘤模型中的乳腺癌轉移。這項研究表明自噬過程在腫瘤轉移過程中發揮非常重要的作用,同時詳細闡述了自噬促進細胞遷移的分子機制。相關研究結果發表在國際學術期刊Cell Reports上。
  • Nat.Cell Biolo.:啟動細胞自噬的FoxO1蛋白
    最近,國際著名科學雜誌《自然細胞生物》(Nature Cell Biology)上刊登了北京大學醫學部朱衛國教授課題組的重大研究進展:腫瘤抑制因子FoxO1是誘導細胞自噬的關鍵蛋白,其抗癌作用與其誘導自噬功能密切相關。
  • 自噬通過降解MHC-I促進胰腺癌的免疫逃逸
    自噬通過降解MHC-I促進胰腺癌的免疫逃逸 作者:小柯機器人 發布時間:2020/4/30 10:35:42 近日,美國紐約大學醫學院Alec C. Kimmelman、加州大學舊金山分校Rushika M.
  • 自噬與肝細胞癌
    Autophagy, 2014, 10(3): 416-430.HCV相關肝癌發生發展的過程中,細胞自噬的作用較為複雜,其促進肝癌的機制可能與促進病毒複製及擴散有關,此外還與增加肝癌細胞對化療藥物抵抗能力相關。研究表明,自噬形成的雙層膜結構可能為HCV翻譯提供了場所和原料。
  • Sorting nexin 5介導了病毒誘導的自噬和免疫
    Xavier課題組的最新研究表明,Sorting nexin 5介導了病毒誘導的自噬和免疫。該研究成果於2020年12月16日在線發表在國際學術期刊《自然》上。 使用針對全基因組的小幹擾RNA篩選,研究人員發現內吞體蛋白sorting nexin 5(SNX5)對於病毒誘導的自噬是必需的,但對於基體、應激或內體誘導的自噬則非必需。
  • Nature|自噬通過降解MHC-I來促進胰腺癌免疫逃逸
    ;3,鐵蛋白自噬;4,胰腺癌中Kras的作用;5,胰腺癌與基質微環境之間的複雜代謝關係。主要經歷:PhD:University of Melbourne and the Ludwig Institute for Cancer Research,studying EGFR signaling in Glioblastoma;Study:Yale University,Derek Toomre and Pietro De Camilli,used live cell
  • 二甲雙胍通過增強自噬和改善線粒體功能改善與衰老相關的炎症
    二甲雙胍通過增強自噬和改善線粒體功能改善與衰老相關的炎症 作者:小柯機器人 發布時間:2020/5/13 23:50:25 二甲雙胍通過增強自噬並使線粒體功能正常化,從而減輕與衰老相關的炎症,這一成果由美國肯塔基大學Barbara
  • 單細胞轉錄組揭示人類胚胎腸道發育過程中自噬相關的基因動態表達
    於2019年8月發表在Autophagy上,題為:Dissecting dynamic expression of autophagy-related genes during human fetal digestive tract development via single-cell RNA sequencing。