生物物理所發現內質網調控自噬小體形成分子機制

　　近日，中國科學院生物物理研究所張宏課題組的研究論文，以The ER-localized transmembrane protein EPG-3/VMP1 regulates SERCA activity to control ER-isolation membrane contacts for autophagosome formation為題，作為封面文章發表在Molecular Cell上，論文闡述了張宏課題組前期研究發現的、多細胞生物特有的、自噬蛋白EPG-3/VMP1參與內質網（ER）調控自噬小體形成過程的機制。本文威正翔禹/締一生物為您分析生物物理所發現內質網調控自噬小體形成分子機制。

　　自噬（autophagy）是生物體內高度保守的降解途徑。細胞通過形成雙層膜結構的自噬小體，包裹部分細胞質或受損細胞器，并將之運送到溶酶體進行降解，這一過程被稱為自噬。自噬是細胞清除自身垃圾，維持穩態平衡的重要生命過程。人們先前對自噬分子機制的認識主要來源于單細胞酵母，而多細胞生物體內的自噬過程更為復雜，存在多個酵母中沒有的步驟。例如，自噬小體的形成過程中，隔離膜（IM）與ER存在著廣泛的相互作用，但這種相互作用的形成、維持以及解離的分子機制尚不清楚。

　　張宏課題組前期研究利用線蟲進行遺傳篩選發現了多個多細胞生物特有的自噬基因，其中包括EPG-3（哺乳動物中同源蛋白為VMP1）。科研人員發現，EPG-3/VMP1定位于內質網上，調控ER-IM的相互作用。VMP1缺失會導致IM與ER的穩定結合，從而阻斷自噬小體的正常形成。他們還發現WIPI2作為銜接蛋白，與ULK1/FIP200復合體及PI（3）P的相互作用，幫助ER-IM互作的建立和維持，在VMP1缺失細胞中這些相互作用顯著增強。除了ER-IM互作外，VMP1還可以廣泛調節ER與其他細胞器，包括脂滴（LD）、線粒體和胞內體的相互作用。進一步研究發現，VMP1是通過激活ER上的鈣通道SERCA（肌漿網鈣ATP酶）來調節ER與其他細胞器互作的解離。SERCA抑制劑thapsigargin（TG）同樣可以增加ER與其他細胞器的互作。研究不僅揭示了ER-IM互作建立及解離的機制，也闡明了VMP1通過調節SERCA的活性負相調控ER與其他細胞器的互作。

　　該課題獲得國家自然科學基金、科技部重大科學研究計劃（973）和霍華德?休斯醫學研究所（HHMI）青年科學家基金的資助。綜上所述，您是不是已經對生物物理所發現內質網調控自噬小體形成分子機制，有所了解。如果還有其他疑問，請咨詢威正翔禹/締一生物資深專家免費熱線：400-166-8600。

　　多細胞生物特有的自噬蛋白EPG-3/VMP1參與內質網（ER）調控自噬小體的形成。在EPG-3/VMP1敲除細胞中，內質網與細胞器的互作顯著增加，如同雨后水珠粘掛在蜘蛛網上。