2023年11月13日,省部共建中亚高发病成因与防治国家重点实验室Co-PI,新疆医科大学临床医学研究院,新疆医科大学第一附属医院米娜副教授课题组,在国际权威期刊《Nature Communications》上以研究论著形式发表了题为“Local membrane source gathering by p62 body drives autophagosome formation ”的研究成果,揭示了p62小体调控自噬体生成的关键机制。
自噬体是细胞内生成的双膜囊泡,在自噬过程中将底物包裹起来供溶酶体降解。细胞自噬参与如肿瘤、炎症、微生物感染、免疫防控等多种疾病的发生发展。对自噬发生机制的深入研究有望改善或抑制相关疾病或衰老的进程。相分离的p62体在自噬体形成过程中发挥着关键作用,但其潜在机制仍未完全明了。在本文中该研究团队揭示了p62体在自噬体形成过程中的空间膜聚集模式。基于质谱的蛋白质组学发现了p62体内囊泡运输成分的显著富集。结合细胞实验和生化重组实验,本文阐释了ATG9和ATG16L1阳性囊泡聚集在p62体周围。研究结果很好地诠释了由蛋白凝聚体到有膜细胞结构形成的生命过程。p62体通过相分离富集泛素化货物,同时无膜的p62体局部招募自噬体形成所必需的蛋白及膜源,以启动激酶的级联反应及自噬体双层膜结构的形成。这种机制进一步扩展了p62参与自噬体生物发生的方式,指出并阐明p62体影响自噬体生物发生的多个步骤,从货物分离到双膜结构形成,并加深了我们对自噬中蛋白凝聚体对膜动力学时空控制的理解。
图1. 系列阳性囊泡聚集在p62体周围
图2. p62体是自噬体形成成核位点的模型(无膜的p62体局部招募自噬体形成所必需的蛋白及膜源,以启动激酶的级联反应及自噬体双层膜结构的形成)
省部共建国家重点实验室为该研究的主要完成单位及第一署名单位,米娜副教授作为实验室CO-PI与蛋白质组学国家重点实验室徐平教授和马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所博士后孙大晓为共同通讯作者;米娜课题组毕业博士生冯学召、马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所博士后孙大晓、北京蛋白质组研究中心李衍常副研究员和米娜课题组三年级在读硕士研究生张金佩为本文共同第一作者。该研究得到新疆维吾尔自治区“天山英才-青年拔尖人才”项目、国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目和国家自然科学基金地区项目的资助。
《Nature Communications》作为Nature系列子刊之一,是多学科类开放获取期刊中的翘楚,致力于生物、物理、化学和地球科学等各领域的高质量研究。其发表的论文对各领域的专家来说都意味着相关学科的重大突破。2023年JCR影响因子16.6,中科院分区Q1。
近年来,我校临床医学研究院米娜副教授课题组在自噬、细胞骨架及蛋白质相变等研究方向持续开展了一系列创新性研究工作。2022年,该团队重大开创新研究成果发表于Cell Research杂志,引发广泛关注和讨论。米娜副教授也因系列研究成果获得2022年中国生物物理学学会第一届女科学家优秀成果奖。本研究成果的取得标志着研究团队在该研究领域达到国际先进水平。目前,该团队正在进一步开展p62小体在重要生理、病理进程中功能及调控机制、细胞骨架液-液相分离的凝聚融合调控以及自噬相关蛋白在肿瘤生长和转移中的调控机制等系列研究,以期为新疆高发疾病的诊断及后续相关的新药精准研发奠定基础。
原文链接:https://rdcu.be/dqZmd
https://doi.org/10.1038/s41467-023-42829-8