近日，上海交通大學生命科學技術學院謝志平研究員團隊在Cell Death & Differentiation雜志上在線發表了題為Temporal dissection of the roles of Atg4 and ESCRT in autophagosome formation in yeast的研究論文。本研究發現Atg4催化自噬體膜上Atg8的解離構成自噬體膜閉合的新通路，與ESCRT的晚期作用平行；ESCRT對自噬體的形成存在雙階段雙重調控，在形成早期通過控制PI3K復合體的招募而調控自噬體形成的起始頻次。

細胞自噬（autophagy）是真核細胞里依賴于溶酶體/液泡（lysosome/vacuole）的亞細胞降解途徑。細胞自噬是細胞維持健康所必需的，其活性異常與很多疾病的發生發展有密切關系。自噬體（autophagosome）的形成是宏自噬過程的核心步驟。對于自噬體形成的早期階段，即在一些核心自噬蛋白的共同作用下自噬體前期膜囊經歷擴展和形變、同時包裹待降解底物的過程，已經有較多的研究結果；而自噬體形成的晚期階段，主要包括自噬體外膜上核心自噬蛋白的解離和自噬體膜的閉合這兩個過程，對它們的生物學功能以及調控還很不清楚。

本研究通過活細胞成像觀察，蛋白酶敏感性檢測實驗，以及體外重構，證實了自噬體膜上Atg8解離過程可以促進自噬體膜的閉合。進一步比較它與已知調控自噬體膜閉合因子ESCRT在此過程中的關系，發現二者是平行發揮功能的。說明Atg8是一種新的調控膜閉合通路。此外，通過活細胞連續拍攝觀察的方法來檢測ESCRT突變對自噬體形成過程的影響，發現ESCRT可能通過Atg9的運輸來影響PI3K復合體的組裝，在ESCRT缺失細胞里PI3K復合體的組裝頻率減半。說明ESCRT也參與了自噬體形成過程的早期階段。如圖1所示。

圖1. Atg8解離過程和ESCRT調控自噬體形成的示意圖

膜閉合是細胞生物學中普遍存在的膜動態過程。長期以來，膜閉合研究對ESCRT關注較多。該研究發現Atg4-Atg8系統獨立于ESCRT促進膜閉合，為理解膜閉合的基本規律提供了新的角度。Atg4-Atg8體系、ESCRT在自噬中均發揮不止一種功能。該研究通過動態觀察分解Atg4-Atg8體系、ESCRT的多種功能，同樣思路也可用于其他多功能蛋白多重功能的研究。

上海交通大學謝志平研究員為本文的通訊作者，上海交通大學生命科學技術學院博士后李輝、已畢業博士研究生宋敬臻和何承文為本文的共同第一作者。上海交通大學生命科學技術學院博士生張正坦、周游、李鑫靖和碩士生謝孟希也參加了該研究。特別感謝上海交通大學龔清秋博士在本研究的過程中給予的幫助。

本研究獲得了國家自然科學基金、上海市科學技術委員會的資助。

原文鏈接：doi: https://doi.org/10.1038/s41418-024-01438-8

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