新研究揭示了细胞内脂质循环的分子机制

回收在细胞中和我们更熟悉的宏观世界中一样重要。细胞在执行正常功能的同时不断产生废物并积累受损成分。各种回收机制已经发展起来，以确保有效利用这些资源并帮助维持体内平衡，而自噬是无数动物、植物和真菌谱系中保存最完好的机制之一。

在自噬的主要形式中，漂浮在细胞中的物质被转运到称为自噬体的小胶囊状结构内的特殊细胞器，例如溶酶体或液泡。一旦这些自噬体到达溶酶体或液泡内部，它们就被称为自噬体(AB)。为了降解 AB 中的货物(这一过程称为自噬)，溶酶体或液泡内的蛋白质首先分解包围 AB 的磷脂双层。先前的研究确定了该过程中的几个关键参与者，即蛋白质 Atg15、Pep4 和 Prb1。然而，这些蛋白质和潜在机制之间的相互关系仍不清楚。

最近，东京工业大学的研究小组在解决这一难题方面取得了实质性进展。最近在《细胞生物学杂志》上发表的一项由 2016 年诺贝尔奖获得者大隅良典教授和川俣助理教授领导的研究中，他们使用酵母作为模型生物来阐明自噬的一些复杂性。“酵母液泡酶的相对简单性对我们的研究特别有利，因为它使我们能够阐明液泡中蛋白质和脂质分解活性之间的关系，”第一作者 Kagohashi 解释道。

通过应用涉及脂质降解的体外测定，研究人员证明 Pep4 和 Prb1 将 Atg15 转化为“激活”形式。此步骤对于 Atg15 破坏 AB 的磷脂双层是必要的。研究小组通过测试各种 Atg15 突变体和缺乏 Pep4 和 Prb1 编码基因的酵母菌株证实了这些发现。通过用探针标记 Atg15，他们还确定了 Pep4 和 Prb1 在液泡内对 Atg15 进行的修饰。

该团队通过使用分离的 AB 进行进一步实验，更深入地研究了 Atg15 如何分解磷脂双层。这些分析首次表明，Atg15 具有磷脂酶 B 活性，这使得 Atg15 能够在两个特定位置裂解磷脂分子，从而有效地破坏磷脂膜。

总之，这项工作加深了我们对关键细胞过程的理解，正如 Kawamata 博士所说：“液泡/溶酶体中脂质分解活性的表征对于了解脂质如何循环利用至关重要。这项研究提供了对膜脂回收的见解，并为一系列代谢紊乱的研究提供了信息。” 正如她指出的，自噬与许多疾病有关，也可能成为新疗法的有吸引力的药物靶点。

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