科研動態

科研動態

生命科學研究中心/生命科學學院楊崇林實驗室發表溶酶體穩態調控的最新研究成果

發布時間:2019-07-08 瀏覽次數:

2019624日,細胞生物學著名期刊The Journal of Cell BiologyArticle形式在線發表了云南大學生命科學中心/生命科學學院楊崇林實驗室的研究論文氨基酸轉運蛋白SLC-36.1協同磷脂酰肌醇-3磷酸激酶調控吞噬溶酶體的再形成The amino acid transporter SLC-36.1 cooperates with PtdIns3P 5-kinase to control phagocytic lysosome reformation)。

溶酶體是細胞中重要的細胞器,具有生物降解、代謝穩態維持、分泌、營養信號感知及傳遞等功能。溶酶體功能失調會導致嚴重的人類疾病,如溶酶體貯積癥和神經退行性疾病等。來自內吞作用、吞噬作用和自噬的貨物都會被運送到溶酶體,隨后這些貨物會在內吞溶酶體、吞噬溶酶體和自噬溶酶體中的酸性水解酶的作用下被降解。然而,我們對貨物被降解之后,溶酶體從內吞溶酶體、吞噬溶酶體和自噬溶酶體上再形成的過程和調控機制卻知之甚少。楊崇林實驗室以秀麗線蟲為模式、以吞噬溶酶體為突破口,經過多年探索,揭示了吞噬溶酶體再形成的過程和調控機制。

秀麗線蟲是研究細胞凋亡的理想實驗材料,在微分干涉顯微鏡下,線蟲胚胎細胞發生凋亡后呈現出特殊的紐扣狀突起形態。楊崇林實驗室通過正向遺傳學篩選,獲得了多個凋亡細胞呈凹坑狀的突變體,經克隆發現是由于slc-36.1基因功能缺失突變導致。SLC-36.1蛋白在人類中的同源物是中性氨基酸轉運蛋白SLC-36A1SLC-36.1定位在細胞質膜和溶酶體膜上,而且它的氨基酸轉運活性對于其功能是必須的。研究者用綠色熒光蛋白標記溶酶體膜蛋白LAAT-1,用紅色熒光蛋白標記溶酶體基質蛋白NUC-1,在熒光顯微鏡追蹤溶酶體在生理條件下的變化過程。在野生型線蟲的胚胎中,隨著吞噬溶酶體不斷伸出絲狀結構,并顯示有新的溶酶體產生,而吞噬溶酶體的體積不斷縮小并最終消失。但是,在slc-36.1突變體的胚胎中,吞噬溶酶體出絲的次數明顯減少,并且吞噬溶酶體的體積在很長時間內都保持不變(下圖)。因此,SLC-36.1對于溶酶體從吞噬溶酶體上再形成的過程是必需的。


該研究還發現PPK-3功能缺失同樣會阻礙溶酶體從吞噬溶酶體上再形成。PPK-3磷脂酰肌醇-3磷酸激酶,能夠催化磷脂酰肌醇-3-磷酸繼續磷酸化,生成磷脂酰肌醇-35-二磷酸,已知磷脂酰肌醇-35-二磷酸對于膜分裂起著重要作用。進一步的研究表明,SLC-36.1直接與PPK-3相互作用,形成復合體,協同作用發揮調控作用。研究還發現,在溶酶體從自噬溶酶體上再形成的過程中,SLC-36.1-PPK-3復合物也發揮了調控作用。

本項研究闡明了SLC-36.1-PPK-3復合物在吞噬溶酶體或自噬溶酶體上溶酶體再形成的過程中起到了至關重要的調控作用。

云南大學省部共建云南生物資源保護與利用國家重點實驗室、生命科學中心以及生命科學學院為本研究的第一單位,楊崇林實驗室的甘啟文博士為本文第一作者,楊崇林教授為通訊作者。該研究獲國家自然基金委員會重點項目 (31730053) 和科技部重點研發計劃(2017YFA0503403)的資助。

广东快乐十分开奖查 走势图