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Nature子刊:清华大学发表文章揭示CapZ调控自噬体膜的形成

标签:自噬 体膜 CapZ
摘要 : 来自清华大学、北京大学的研究人员证实,CapZ通过促进隔离膜(isolation membrane)内肌动蛋白(actin)组装调控了自噬体膜形成。这一研究发现发布在8月3日的(Nature Cell Biology)杂志上。

 来自清华大学、北京大学的研究人员证实,CapZ通过促进隔离膜(isolation membrane)内肌动蛋白(actin)组装调控了自噬体膜形成。这一研究发现发布在8月3日的Nature Cell Biology杂志上。

细胞自噬是一个保守的分解代谢过程。自噬通过清除蛋白质积聚物、受损线粒体以及外来病原体,平衡细胞生长、发育过程中物质的合成与分解,并且参与了饥饿、细胞分化、细胞死亡等生理过程的调节,也在肿瘤、心血管疾病、神经退行性疾病等各种疾病的发病机制中起着十分重要的作用,是目前生物医学研究领域的热点之一。

在细胞自噬的过程中,首先隔离膜的双层膜组分识别并包裹细胞内待降解的错误折叠蛋白质或受损细胞器,通过膜的生长融合形成自噬体。随后自噬体和溶酶体通过膜融合形成单层膜结构的自噬溶酶体。细胞质在溶酶体内部酸性水解酶的作用下发生降解,降解形成的氨基酸及脂类等产物被重新释放到细胞质中供给所需的物质和能量的合成。

在这篇文章中研究人员揭示出,在哺乳动物细胞中隔离膜内肌动蛋白支架组装是自噬体膜形成的必要条件。在遭受饥饿后不久肌动蛋白丝会解聚,并且肌动蛋白在隔离膜内组装成一个网络。当利用一种肌动蛋白聚合抑制剂来破坏肌动蛋白斑点结构(actin puncta)形成或是抑制actin戴帽蛋白CapZβ时,他们发现隔离膜和欧米茄体(omegasome)会瓦解为混合膜束。研究人员认为肌动蛋白斑点结构形成是PtdIns(3)P依赖性的,采用PI(3)K抑制剂3-MA来处理细胞或是下调Beclin-1都可以破坏肌动蛋白斑点结构形成。CapZ与Ω体中丰富的PtdIns(3)P结合,刺激了肌动蛋白聚合。

这些研究结果揭示出了自噬体膜形成的潜在分子机制,并提供了一些关于自噬体形成的重要新见解。

原文标题:CapZ regulates autophagosomal membrane shaping by promoting actin assembly inside the isolation membrane

原文摘要:A fundamental question regarding autophagosome formation is how the shape of the double-membrane autophagosomal vesicle is generated. Here we show that in mammalian cells assembly of an actin scaffold inside the isolation membrane (the autophagosomal precursor) is essential for autophagosomal membrane shaping. Actin filaments are depolymerized shortly after starvation and actin is assembled into a network within the isolation membrane. When formation of actin puncta is disrupted by an actin polymerization inhibitor or by knocking down the actin-capping protein CapZβ, isolation membranes and omegasomes collapse into mixed-membrane bundles. Formation of actin puncta is PtdIns(3)P dependent, and inhibition of PtdIns(3)P formation by treating cells with the PI(3)K inhibitor 3-MA, or by knocking down Beclin-1, abolishes the formation of actin puncta. Binding of CapZ to PtdIns(3)P, which is enriched in omegasomes, stimulates actin polymerization. Our findings illuminate the mechanism underlying autophagosomal membrane shaping and provide key insights into how autophagosomes are formed.

来源: Nature Cell Biology 浏览次数:11

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