Autophagy:研究人员在线虫中发现自噬基因epg-8
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《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。(生物谷Bioon.com)
生物谷推荐原文出处:
The coiled-coil domain protein EPG-8 plays an essential role in the autophagy pathway in C. elegans
Peiguo Yang1,2 and Hong Zhang2,*
Macroautophagy (hereafter referred to as autophagy) involves the formation of a closed, double membrane structure,called the autophagosome. Most of the Atg proteins that are essential for autophagosome formation are evolutionarily conserved between yeast and higher eukaryotes. The functions of some Atg proteins, however, are mediated by highly divergent proteins in mammalian cells. In this study, we identified a novel coiled-coil domain protein, EPG-8, that plays an essential role in the autophagy pathway in C. elegans. Mutations in epg-8 cause defects in degradation of various autophagy substrates and also compromise survival of animals under nutrient-depletion conditions. In epg-8 mutants, lipidated LGG-1 (the C. elegans Atg8 homolog) accumulates but does not form distinct punctate structures. EPG-8 directly interacts with the C. elegans Beclin 1 homolog, BEC -1. Our study demonstrates that epg-8 may function as a highly divergent homolog of the yeast autophagy gene Atg14.
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