生物学界有一个重要的心理现象——细胞自噬。所谓细胞自噬,就是指细胞通过构成一个名为自噬体的双层膜囊状构造,包裹细胞量的一部门,并运送到溶酶体,停止降解及收受接管操纵的过程。细胞自噬的功用次要有两个:一是在胁迫情况下,自噬能够将一部门胞量降解成氨基酸等,为细胞存活供给能量和物量,那是细胞的一种自我存活机造;二是肃清错误折叠的卵白量、衰老或损伤的细胞器等“垃圾”,以维持细胞及机体的一般功用。因而,自噬体又被称为“细胞清道夫”。若是自噬异常,会招致细胞中的“垃圾”积累,从而引发多种疾病,好比阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩脊髓侧索硬化症(俗称渐冻症)等多种神经退行性疾病。因而,对自噬的深切研究有助于提醒相关疾病的发病机理,开发新的诊疗手段。

那么,多细胞生物中的自噬体那个“细胞清道夫”是怎么构成的?中科院生物物理所张宏课题组前不久在《细胞》杂志颁发了他们的最新研究功效,在国际同业中引发存眷。该研究表白,细胞内量网外表的钙瞬变是自噬的起始信号,进而开启了研究自噬起始的新标的目的。

张宏介绍,自噬过程在多细胞生物中高度守旧。并且,多细胞生物自噬远较单细胞酵母自噬复杂,包罗多个特有的步调。好比,在多细胞生物中,自噬体在内量网而不是溶酶体上构成。由此能够揣度,多细胞生物自噬体的构成存在未知的重要参与基因。找到一个适用于遗传挑选的多细胞生物模子停止新自噬基因的挑选,关于深切探究那些过程的分子机造具有重要意义。

张宏课题组在研究线虫胚胎发育过程中,发现来源于卵母细胞的P颗粒卵白在胚胎发育中能够被自噬肃清。那一发现成立了首个适用于遗传挑选的多细胞生物自噬研究系统。操纵该模子,课题组通过遗传挑选,判定了多个多细胞生物特有的新自噬基因——EPG基因。进一步的研究发现,那些新基因在多细胞生物自噬特有步调中阐扬感化,极大丰硕了人们对多细胞生物自噬的理解。

张宏课题组发现,多细胞生物中,在自噬诱导前提下,FIP200/ATG13/ULK1复合物(对应于酵母的ATG1复合物)在内量网上构成凝聚体,然后招募下流自噬卵白,进而启动自噬体的构成。

那么,内量网事实释放了什么信号、招致FIP200复合物构成凝聚体?那是自噬范畴一个持久悬而未决的科学难题。“颠末多年研究,我们找到了那个问题的谜底。”据张宏介绍,他们的研究发现,自噬诱导会招致内量网外表的钙瞬变/钙振荡,从而引起FIP200复合物通过液—液相别离构成凝聚体。之后,FIP200凝聚体与内量网膜卵白连系,并把凝聚体不变在内量网上,进而构成自噬起始位点。他们在线虫中判定的新自噬基因EPG—4,则能控造内量网外外表钙离子振荡的幅值、频次和持续时间。

据该论文的第一做者、助理研究员郑巧霞介绍,内量网的钙稳态失衡与阿尔茨海默病等多种神经退行性疾病的发作开展亲近相关。因而,该研究有助于阐释内量网的钙失调招致神经退行性疾病中自噬异常的机理,为开发该类疾病的治疗药物和手段供给了新的科学根底。

来源:人民日报