科学家解析一种新特异自噬基因

来自北京生命科学研究所的研究人员在线虫中发现了1个多细胞生物特异的自噬基因，命名为epg-8 (ectopic PGL granules)，并发现这一基因编码的Atg14同源基因在自体吞噬（autophagy）过程中发挥着重要作用。这一研究成果公布在《自噬》（Autophagy）杂志上。领导这一研究的是北京生命科学研究所的张宏研究员，第一作者是杨培国博士，张宏研究组近年来在自体吞噬研究领域获得了许多重要的成果，今年6月还在Cell上发文，报道了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。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。参与细胞自噬的多数分子（简称为atg基因）在酵母和多细胞动物中是保守的，但部分重要的基因在进化过程中是不保守的，难以通过序列比对找到相关同源基因。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1个多细胞生物特异的自噬基因，命名为epg-8 (ectopic PGL granules)。epg-8缺失功能后，P颗粒的降解发生缺陷，同时epg-8突变体也具有其他自体吞噬突变体的缺陷，例如不能降解其他的自体吞噬底物、线虫生长发育延缓、在饥饿情况下的存活能力降低等。epg-8编码线虫特异的蛋白，蛋白序列比对发现其和酵母中Atg14以及哺乳动物Atg14L序列差异很大。但结构域分析表明其含有两个连续的coiled-coil结构域，并且与线虫中Bec1相互作用，进一步验证epg-8在线虫发挥Atg14的功能。张宏博士研究组去年发表在Cell杂志上文章也获得了胞内自体吞噬作用机制研究的新进展，他们发现自体吞噬作用优先降解蛋白聚合物，尤其是在动物体发育的过程中，选择性自体吞噬倾向于选择具有显著生理学意义的蛋白聚合物。（来源：生物通万纹）