來自北京生命科學研究所,北京醫學科學院的研究人員發表了題為「CUP-5, the C. elegans ortholog of the mammalian lysosomal channel protein MLN1/TRPML1, is required for proteolytic degradation in autolysosomes」的文章,發現線蟲中的CUP-5對細胞自噬過程中自噬溶酶體的蛋白降解功能有重要影響,這將有助於進一步了解細胞自噬過程。相關研究成果公布在《自噬》(Autophagy)雜誌上。
這項研究由NIBS張宏實驗室完成,第一作者是NIBS孫濤及博士研究生王星瑋,論文的其他作者包括博士後路群及任海燕。這項研究由科技部和北京市政府資助,在北京生命科學研究所完成。
細胞自噬過程是存在於真核生物中一種高度保守的代謝過程,其作用主要是通過形成一種雙層膜結構的自噬小體而實現的。這種自噬小體可以包裹一部分細胞質及受損傷的細胞器或蛋白聚合體等,最終與溶酶體發生融合而達到降解目的。CUP-5是哺乳動物溶酶體通道蛋白MLN1/TRPML1在線蟲中的同源蛋白,參與調節溶酶體產生過程。之前研究發現在線蟲cup-5突變體中,細胞內吞物質無法得到有效降解從而積累在異常增大的帶有晚期內吞小體及溶酶體性質的囊泡結構裡。
這項研究以線蟲為模型進行遺傳篩選自噬功能缺陷的突變體,鑑定得到cup-5突變基因。在cup-5突變體中,細胞自噬功能發生顯著缺陷,自噬底物積累在具有晚期內吞小體及溶酶體性質的囊泡中,說明自噬溶酶體的蛋白降解功能受到損傷。該突變體中異常增大的囊泡表型以及胚胎致死率都可以在自噬活性減弱時得到抑制,同時通過檢測發現在自噬功能降低的情況下線蟲假體腔細胞中的溶酶體體積減小且數目增多,說明基礎水平的細胞自噬過程參與調節溶酶體的體積及數目。
張宏研究組近年來在自體吞噬研究領域獲得了許多重要的成果,去年6月還在
Cell上發文,報導了4個多細胞動物特異的自噬基因,發現自體吞噬作用優先降解蛋白聚合物,尤其是在動物體發育的過程中,選擇性自體吞噬傾向於選擇具有顯著生理學意義的蛋白聚合物,這讓我們對高等生物中自噬機制有了進一步了解。(來源:生物通 萬紋)
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