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林圣彩,韩家淮细胞自噬研究登国际刊物

2012.6.26

  细胞自噬是存在于真核生物中一种高度保守的代谢过程,参与了调节细胞物质的合成,降解和重新利用之间的代谢平衡,影响参与到生物生命过程的方方面面。近期来自厦门大学的两位这一研究领域的知名学者发表了题为“Protein phosphorylation-acetylation cascade connects growth factor deprivation to autophagy”的文章,报道了蛋白磷酸化-乙酰化级联反应能与细胞自噬相关生长因子发生相互作用。这一研究成果公布在细胞自噬国际刊物 Autophagy杂志上。

  Autophagy杂志是一份2006年才诞生的期刊,虽然出刊时间短,但是作为这一领域的权威刊物,聚集了大量与自噬有关的科研成果,2008年,杂志主编还联合了世界上200多名自噬研究领域专家撰写了指引性文章,用于指导高等真核生物中自噬作用研究。

  细胞自噬是一个多阶段、多基因参与调控的细胞生理过程,在这篇文章中,林圣彩,韩家淮等人针对不同于单细胞有机体的后生生物细胞,提出了一种与细胞自噬有关的生物途径,解析了多细胞生长因子如何利用环境中的营养成分的生长机制。

  研究人员描述了一种途径,其中糖原合成酶激酶3(Glycogen synthase kinase 3)导致生长因子磷酸化,激活乙酰转移酶KAT5/TIP60,从而刺激蛋白激酶ULK1,引起自噬。带有 Kat5/Tip60基因,而不是 Kat5 (S86A)的细胞无法由GSK3诱导发生磷酸化,这种细胞能抵抗血清饥饿诱导的细胞自噬。

  并且研究人员还发现,ULK1的乙酰化位点被映射到 K162和K606上,乙酰化缺陷突变的ULK1则表现出激酶活性降低,Ulk1 (-/-) 小鼠胚胎成纤维细胞也无法恢复自噬作用,这说明乙酰化对于ULK1的激活也具有重要意义。GSK3-KAT5-ULK1 的这种级联放大作用似乎是细胞特异性的检测生长因子。

  研究人员认为,这种途径不同于葡萄糖饥饿自噬途径,后者在所有真核生物中保守,新型生长因子诱导应答途径也许只存在于后世动物中。

  近期这一研究组在另外一份研究成果中,也报道多细胞自噬的信号传导的研究进展,他们发现通过上文提及的GSK3激酶活性增高后磷酸化,并随之激活乙酰转移酶TIP60,进而导致自噬核心机器中的蛋白激酶ULK1的乙酰化水平增强而启动细胞自噬。这一发现揭示了多细胞生物在生长因子缺失条件下的细胞自噬过程的新的介导分子及其通路。

  自噬是当前生命科学中最热门的研究领域之一。对自噬进行分子机制的研究始于上世纪90年代的以单细胞生物酿酒酵母为模型的研究,目前,一系列构成单细胞生物自噬核心机器的基因已被发现并命名。

  而这些最新研究则针对于多细胞生物,解析了多细胞生物的调控机制。这将有利于解析与自噬有关的各类疾病,比如肥胖症、糖尿病、神经退行性疾病、免疫失调,癌症等。

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