由管坤良教授領導的一組研究人員找到了調(diào)控細胞自噬的一個關(guān)鍵分子機制,，細胞自噬是指細胞在惡劣條件下確保其生存的一種基本應激反應,。研究人員發(fā)現(xiàn)一種稱為AMPK的酶,，不僅參與了細胞的傳感和能量調(diào)控,，而且在細胞自噬酶作用方面,，也扮演了重要角色,。這一研究成果公布在1月17日的Cell雜志在線版上,。
領導這一研究的管坤良教授主要從事細胞生長調(diào)控、腫瘤生物學的信號轉(zhuǎn)導途徑等方面的研究,，他曾榮獲過包括美國“麥克阿瑟天才獎”在內(nèi)的多項榮譽,，現(xiàn)任加州大學圣地亞哥分校教授，浙江大學生命科學研究院兼職教授,、共同院長等職務,。
Autophagy（自噬），這個單詞來自希臘字的“self”和“eat”,，是存在于真核生物中一種高度保守的代謝過程,，參與了調(diào)節(jié)細胞物質(zhì)的合成，降解和重新利用之間的代謝平衡,。當環(huán)境條件變得艱難,，比如缺乏營養(yǎng)物質(zhì)，或者核糖體和線粒之類的細胞器受損,，這個時候細胞就會啟動自噬程序,，就像人體在饑餓情況下消耗脂肪,，用以提供生理和生存所需的能量一樣。細胞自噬過程中,，細胞內(nèi)部的一些元件會發(fā)生降解和合成,，以確保整體的生存。
在這篇文章中,，研究人員發(fā)現(xiàn)AMPK能以不同的方式,，調(diào)控一種稱為Vps34激酶家族不同的復合物，一些Vps34酶參與了正常細胞的囊泡運輸——細胞中一種重要的分子運輸,，還有一些Vps34復合物則參與了細胞自噬,。管教授與其同事們發(fā)現(xiàn)，AMPK能抑制那些未參與細胞自噬的酶,，而激活參與細胞自噬的Vps34酶。
這項研究深入解析了這個對于健康細胞功能和生存都十分重要的生物進程,，“細胞自噬是細胞清除受損組織的一種重要途徑,，這些受損組織如果不清除，就會對細胞產(chǎn)生有害影響,，并且這也是細胞在饑餓狀態(tài)下,，消化部分營養(yǎng)物質(zhì)的一種重要方式，”管教授說,。
從更廣泛的方面說,，“細胞自噬缺陷已經(jīng)與人類疾病，如癌癥和神經(jīng)退行性疾病聯(lián)系在了一起,，”,。此外正常細胞自噬出現(xiàn)錯誤，也與細胞損傷積累和衰老有關(guān),。(生物谷Bioon.com)
Differential Regulation of Distinct Vps34 Complexes by AMPK in Nutrient Stress and Autophagy
Joungmok Kim, Young Chul Kim, Chong Fang, Ryan C. Russell, Jeong Hee Kim, Weiliang Fan, Rong Liu, Qing Zhong, Kun-Liang Guan
Autophagy is a stress response protecting cells from unfavorable conditions, such as nutrient starvation. The class III phosphatidylinositol-3 kinase, Vps34, forms multiple complexes and regulates both intracellular vesicle trafficking and autophagy induction. Here, we show that AMPK plays a key role in regulating different Vps34 complexes. AMPK inhibits the nonautophagy Vps34 complex by phosphorylating T163/S165 in Vps34 and therefore suppresses overall PI(3)P production and protects cells from starvation. In parallel, AMPK activates the proautophagy Vps34 complex by phosphorylating S91/S94 in Beclin1 to induce autophagy. Atg14L, an autophagy-essential gene present only in the proautophagy Vps34 complex, inhibits Vps34 phosphorylation but increases Beclin1 phosphorylation by AMPK. As such, Atg14L dictates the differential regulation (either inhibition or activation) of different Vps34 complexes in response to glucose starvation. Our study reveals an intricate molecular regulation of Vps34 complexes by AMPK in nutrient stress response and autophagy.
