子科生物報道：?自噬是真核細(xì)胞的高通量降解通路，參與細(xì)胞與機(jī)體的穩(wěn)態(tài)維持。自噬異常與癌癥、神經(jīng)退行性病變等重大疾病相關(guān)。在植物中，自噬異常可造成育性與抗病抗逆性下降，而過表達(dá)自噬基因可提高植物耐鹽性。自噬的核心是雙層膜自噬體的從頭生成，以及組裝完成包含貨物的自噬體與液泡/溶酶體的融合。這兩個過程都受到磷脂信號分子，磷脂酰肌醇3-磷酸(PtdIns3P， PI3P)的調(diào)控。PI3P的生成與水解分別由PI3KC3/VPS34和Myotubularin (MTM)催化。MTM的突變與多種神經(jīng)肌肉疾病相關(guān)，但由于人類MTM家族成員眾多，至今未能厘清它們在自噬體生成早期和晚期的精細(xì)定位、功能與調(diào)控。另一方面，迫切需要找到功能特異的自噬負(fù)調(diào)控子，為作物基因編輯育種做準(zhǔn)備。

近日，上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院龔清秋課題組在Autophagy上在線發(fā)表題為Myotubularin 2 interacts with SEC23A and negatively regulates autophagy at ER exit sites in Arabidopsis的研究論文。生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院博士生李鑫靖為第一作者，龔清秋為論文通訊作者。上?？萍即髮W(xué)白芳課題組和上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院鐘清課題組為該研究提供了大力支持。

圖1. MTM2敲除顯著提高自噬

該研究首先體內(nèi)與體外證實(shí)了擬南芥MTM2的PI3P結(jié)合與磷酸酶活性，隨后發(fā)現(xiàn)MTM2與PI3KC3共定位，且MTM2過量表達(dá)阻斷自噬流，導(dǎo)致PI3P下游自噬核心機(jī)制蛋白的異常積累。作者獲得了MTM2的敲除突變體，證實(shí)其具有更高的自噬水平與自噬依賴的生長優(yōu)勢，而過量表達(dá)MTM2造成自噬抑制。

有趣的是，MTM2不參與PI3P調(diào)控的任何其他胞內(nèi)運(yùn)輸過程，其僅定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出口(ERES)，特異結(jié)合COPII組分SEC23A，抑制COPII介導(dǎo)的蛋白分泌。

圖2. MTM2通過磷酸酶結(jié)構(gòu)域與COPII組分SEC23A相互作用

作者還發(fā)現(xiàn)，MTM2自身的轉(zhuǎn)錄與蛋白水平受到鹽脅迫誘導(dǎo)，其時間軸與已知鹽脅迫誘導(dǎo)的自噬流回到基線的時間軸一致，暗示植物的確通過誘導(dǎo)MTM2表達(dá)來負(fù)調(diào)控自噬體生成。自噬與蛋白分泌都提高的mtm2具有與鹽生植物小鹽芥Thellungiella salsuginea相似的耐鹽性，反映在其對Na+的液泡區(qū)室化、葉綠體完整性的維持以及自噬基因表達(dá)的調(diào)控。

圖3. MTM2抑制COPII功能與自噬體生成的模式圖

綜上，該研究揭示了自噬體生成過程中PI3P降解的重要性與機(jī)制，建立了自噬體生成與COPII的直接聯(lián)系，也為耐鹽作物基因編輯育種提供了可靠的基因資源。