由管坤良教授領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員找到了調(diào)控細(xì)胞自噬的一個(gè)關(guān)鍵分子機(jī)制,細(xì)胞自噬是指細(xì)胞在惡劣條件下確保其生存的一種基本應(yīng)激反應(yīng),。研究人員發(fā)現(xiàn)一種稱為AMPK的酶,不僅參與了細(xì)胞的傳感和能量調(diào)控,,而且在細(xì)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(lǐng)導(dǎo)這一研究的管坤良教授主要從事細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)控、腫瘤生物學(xué)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑等方面的研究,,他曾榮獲過包括美國(guó)“麥克阿瑟天才獎(jiǎng)”在內(nèi)的多項(xiàng)榮譽(yù),現(xiàn)任加州大學(xué)圣地亞哥分校教授,,浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院兼職教授,、共同院長(zhǎng)等職務(wù),。
Autophagy(自噬),,這個(gè)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(xì)胞物質(zhì)的合成,降解和重新利用之間的代謝平衡,。當(dāng)環(huán)境條件變得艱難,比如缺乏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),,或者核糖體和線粒之類的細(xì)胞器受損,,這個(gè)時(shí)候細(xì)胞就會(huì)啟動(dòng)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(xì)胞自噬過程中,細(xì)胞內(nèi)部的一些元件會(huì)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(fù)合物,,一些Vps34酶參與了正常細(xì)胞的囊泡運(yùn)輸——細(xì)胞中一種重要的分子運(yùn)輸,還有一些Vps34復(fù)合物則參與了細(xì)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(xì)胞自噬的酶,,而激活參與細(xì)胞自噬的Vps34酶。
這項(xiàng)研究深入解析了這個(gè)對(duì)于健康細(xì)胞功能和生存都十分重要的生物進(jìn)程,,“細(xì)胞自噬是細(xì)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(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生有害影響,并且這也是細(xì)胞在饑餓狀態(tài)下,,消化部分營(yíng)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(xì)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(xì)胞自噬出現(xiàn)錯(cuò)誤,,也與細(xì)胞損傷積累和衰老有關(guān),。(生物谷Bioon.com)
DOI:10.1016/j.cell.2012.12.016
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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.