中大新聞網(wǎng)訊（通訊員肖仕）細(xì)胞自噬是真核生物維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)、保障營養(yǎng)能量持續(xù)供給的關(guān)鍵生物學(xué)過程，在調(diào)控細(xì)胞生長發(fā)育、生物和非生物逆境響應(yīng)中發(fā)揮重要作用。細(xì)胞在營養(yǎng)能量缺乏時誘導(dǎo)自噬發(fā)生，這一過程受到一系列自噬相關(guān)蛋白（ATGs）的高度調(diào)控。其中，蛋白激酶ATG1和ATG13在自噬誘導(dǎo)時被激活，形成一個ATG1-ATG13蛋白激酶復(fù)合物，從而啟動自噬體的形成。近年來，泛素-蛋白酶體介導(dǎo)自噬相關(guān)蛋白穩(wěn)定性調(diào)控自噬體形成通路的研究取得了重要進(jìn)展，但是迄今為止，對于自噬蛋白的磷酸化和泛素化的交互調(diào)控機(jī)制還不清楚。
中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院肖仕教授課題組通過分子遺傳學(xué)和生物化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)接頭分子14-3-3λ和14-3-3κ與自噬蛋白激酶復(fù)合體成員ATG1-ATG13和E3泛素連接酶SINATs等互作形成蛋白質(zhì)復(fù)合體，介導(dǎo)SINATs對ATG13的泛素化降解。深入研究表明，ATG13a蛋白質(zhì)上18個絲氨酸和蘇氨酸殘基對于其磷酸化及自噬介導(dǎo)的營養(yǎng)缺陷抗性至關(guān)重要。進(jìn)一步研究顯示，14-3-3s蛋白與磷酸化ATG13a的互作增強(qiáng)，促進(jìn)SINATs介導(dǎo)磷酸化ATG13泛素化降解，并抑制ATG1-ATG13激酶復(fù)合體的形成。與其生理功能一致，擬南芥14-3-3λ 14-3-3κ雙突變體表現(xiàn)出延遲衰老、對營養(yǎng)缺陷的抗性增強(qiáng)及自噬體形成增多的表型。
14-3-3蛋白調(diào)控植物自噬起始的模式圖
該研究以“14-3-3 proteins contribute to autophagy by modulating SINAT-mediated degradation of ATG13”為題，于9月2日在國際權(quán)威期刊The Plant Cell在線發(fā)表。論文首次闡明了植物14-3-3λ和14-3-3κ促進(jìn)SINAT家族蛋白通過介導(dǎo)磷酸化ATG13蛋白的泛素化修飾和穩(wěn)定性，從而調(diào)控植物自噬起始的分子機(jī)制，具有重要的科學(xué)意義（Qi et al., Plant Cell, 2022）。
該論文研究受到國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目、廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃項目、廣東省自然科學(xué)基金面上項目和嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實驗室項目等資助。原特聘研究員齊華（現(xiàn)嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實驗室首聘教授）、畢業(yè)碩士生雷雪和在讀博士生王瑤為論文的共同第一作者，肖仕教授為論文的獨立通訊作者，香港中文大學(xué)姜里文教授和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)仇榮亮教授參與了該論文部分工作。
近年來，肖仕教授課題組在植物自噬的生理功能及自噬體形成機(jī)制研究中取得了系列研究成果，發(fā)現(xiàn)了自噬通過調(diào)控水楊酸介導(dǎo)的活性氧平衡，參與植物低氧應(yīng)答的新功能（Chen et al., Autophagy, 2015）；揭示了自噬通過調(diào)控過氧化物酶體穩(wěn)定性及活性氧穩(wěn)態(tài)，參與調(diào)控葡萄糖信號應(yīng)答和植物根分生組織活性的分子機(jī)理（Huang et al., Autophagy, 2019）；解析了TRAF1接頭分子蛋白介導(dǎo)SINATs對ATG6和ATG13蛋白的泛素化和穩(wěn)定性，動態(tài)調(diào)控植物自噬體形成的新機(jī)制（Qi et al., Plant Cell 2017; Qi et al., Plant Cell, 2020）；闡明了植物自噬、蛋白酶體和液泡分選等蛋白質(zhì)質(zhì)量控制通路互作，通過影響關(guān)鍵蛋白FREE1和VPS23a穩(wěn)定性，精細(xì)調(diào)控脫落酸信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機(jī)理（Xia et al., Plant Cell, 2020）。這些研究成果為深入理解植物自噬的生物學(xué)功能及其調(diào)控機(jī)理提供了新證據(jù)和新視角，得到了國際同行的關(guān)注和認(rèn)可，多篇論文獲選重點推薦或ESI高被引論文。
論文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36053201/
