來(lái)自清華大學(xué)、北京大學(xué)的研究人員證實(shí)，CapZ通過(guò)促進(jìn)隔離膜（isolation membrane）內(nèi)肌動(dòng)蛋白（actin）組裝調(diào)控了自噬體膜形成。這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)布在8月3日的《自然細(xì)胞生物學(xué)》（Nature Cell Biology）雜志上。

清華大學(xué)的俞立（Li Yu）教授、陳柱成（Zhucheng Chen）教授及Na Mi是這篇論文的共同通訊作者。俞立教授主要從事自噬方向的相關(guān)研究，研究成果顯著，在Nature、Science、Cell、PNAS等國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表多篇論文。陳柱成教授曾師從著名結(jié)構(gòu)生物學(xué)家尼古拉－帕夫拉提奇，研究DNA損失修復(fù)以及DNA同源重組的分子機(jī)理。當(dāng)前的主要研究方向包括微絲的動(dòng)態(tài)調(diào)控機(jī)制，及染色質(zhì)重組復(fù)合物結(jié)構(gòu)與功能。

細(xì)胞自噬是一個(gè)保守的分解代謝過(guò)程。自噬通過(guò)清除蛋白質(zhì)積聚物、受損線粒體以及外來(lái)病原體，平衡細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育過(guò)程中物質(zhì)的合成與分解，并且參與了饑餓、細(xì)胞分化、細(xì)胞死亡等生理過(guò)程的調(diào)節(jié)，也在腫瘤、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病等各種疾病的發(fā)病機(jī)制中起著十分重要的作用，是目前生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。

在細(xì)胞自噬的過(guò)程中,首先隔離膜的雙層膜組分識(shí)別并包裹細(xì)胞內(nèi)待降解的錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)或受損細(xì)胞器，通過(guò)膜的生長(zhǎng)融合形成自噬體。隨后自噬體和溶酶體通過(guò)膜融合形成單層膜結(jié)構(gòu)的自噬溶酶體。細(xì)胞質(zhì)在溶酶體內(nèi)部酸性水解酶的作用下發(fā)生降解，降解形成的氨基酸及脂類等產(chǎn)物被重新釋放到細(xì)胞質(zhì)中供給所需的物質(zhì)和能量的合成。

在這篇文章中研究人員揭示出，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中隔離膜內(nèi)肌動(dòng)蛋白支架組裝是自噬體膜形成的必要條件。在遭受饑餓后不久肌動(dòng)蛋白絲會(huì)解聚，并且肌動(dòng)蛋白在隔離膜內(nèi)組裝成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)利用一種肌動(dòng)蛋白聚合抑制劑來(lái)破壞肌動(dòng)蛋白斑點(diǎn)結(jié)構(gòu)（actin puncta）形成或是抑制actin戴帽蛋白CapZβ時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)隔離膜和歐米茄體(omegasome)會(huì)瓦解為混合膜束。研究人員認(rèn)為肌動(dòng)蛋白斑點(diǎn)結(jié)構(gòu)形成是PtdIns(3)P依賴性的，采用PI(3)K抑制劑3-MA來(lái)處理細(xì)胞或是下調(diào)Beclin-1都可以破壞肌動(dòng)蛋白斑點(diǎn)結(jié)構(gòu)形成。CapZ與歐米茄體中豐富的PtdIns(3)P結(jié)合，刺激了肌動(dòng)蛋白聚合。

這些研究結(jié)果揭示出了自噬體膜形成的潛在分子機(jī)制，并提供了一些關(guān)于自噬體形成的重要新見(jiàn)解。

Figure:Provisional model of autophagosomal membrane shaping