高等生物自噬机制研究有新发现

来自北京生命科学研究所，清华大学，北京师范大学等处的研究人员发现了4个多细胞动物特异的自噬基因，让我们对高等生物中自噬机制有了进一步了解。这一研究成果公布在近期出版的《细胞》（Cell）杂志上。同期《细胞》杂志专门为该文发表了一篇题为“Autophagy shows its animal side.”的评述文章。细胞自噬作用是真核细胞中一种高度保守的降解过程。在这一过程中，细胞质中的内含物包括蛋白聚合体以及组织、器官等会被一个双层膜结构的囊泡包裹，这个囊泡叫做自噬小体，自噬小体形成后即被运送到液泡或溶酶体中被降解，其中的物质被循环利用。这一过程可以协助细胞在各种压力胁迫状态下得到缓解。目前对于细胞自噬作用分子机制的了解几乎都来源于对酵母的研究。但是我们对于真核高等生物中特异的重要自噬组分却知之甚少。在这篇文章中，研究人员利用线虫作为模式生物进行遗传筛选，得到了4个多细胞动物特异的自噬基因，分别命名为epg-2，-3，-4，-5(ectopic PGL granules)。epg-2编码线虫特异的蛋白，epg-3，-4，-5编码的蛋白在哺乳动物中很保守，但在酵母中却没有。遗传分析证明这四个基因分别作用于自噬作用的不同步骤。EPG-2调控PGL颗粒被自噬小体的特异识别和运输，而哺乳动物中的同源基因EPG-3/VMP1，EPG-4/EI24，EPG-5/mEPG5也被证实参与饥饿诱导的自噬作用。VMP1是通过控制Ω小体的形成时间来调控自噬小体的形成。EI24和mEPG5是形成可降解的自噬-溶酶小体所必需的。这项研究为让我们对高等生物中自噬机制有了进一步了解，自噬小体的形成需要经过诱导，延伸以及成熟的过程。研究人员建立了线虫这一多细胞生物的遗传研究模型，来分析自噬的通路。本文的研究提供了一个遗传学研究的平台，帮助理解和研究在哺乳动物细胞中基础水平的自噬作用以及选择性自噬通路。论文作者之一张宏博士表示，近年来很多研究表明自噬不仅仅是一个降解过程，而且还与人类的疾病密切相关。但是从基础的研究成果到临床应用的实现，其间还有相当长的一个过程，作为基础科研人员，我们很期待将来可以通过调节细胞内的自噬水平，尤其是通过特异性的降解一些有毒的具有形成蛋白聚合体倾向的蛋白质去缓解或者治疗这些疾病。（来源：生物通万纹）