中科院生物物理研究所范祖森課題組近日研究報(bào)道了WASH蛋白調(diào)控自噬的新功能。文章發(fā)表在"The EMBO Journal"雜志上。
自噬（autophagy）是細(xì)胞內(nèi)存在的一種基本生物學(xué)現(xiàn)象。在細(xì)胞受到外界刺激的情況下，細(xì)胞內(nèi)會(huì)形成雙層膜包裹的膜狀結(jié)構(gòu)，將錯(cuò)誤折疊的蛋白或發(fā)生異常的細(xì)胞組分運(yùn)輸?shù)饺苊阁w中進(jìn)行降解，從而為細(xì)胞提供新的營(yíng)養(yǎng)成分，維持著細(xì)胞的自我更新。Beclin 1是自噬調(diào)控過(guò)程中的關(guān)鍵分子，它通過(guò)與Vps34結(jié)合形成復(fù)合體，調(diào)節(jié)著Vps34的磷酯酰激酶活性，而Vps34的磷酯酰激酶活性對(duì)自噬過(guò)程中雙層膜的形成至關(guān)重要。WASH蛋白是新近發(fā)現(xiàn)的WASP （Wiskott-Aldrich syndrome protein）蛋白家族的新成員，WASH參與了內(nèi)涵體介導(dǎo)的囊泡運(yùn)輸，WASH在內(nèi)涵體的局部促使肌動(dòng)蛋白纖維網(wǎng)絡(luò)形成，促進(jìn)了內(nèi)涵體的分裂及囊泡的運(yùn)輸。
本研究制備了WASH基因條件性敲除小鼠，發(fā)現(xiàn)WASH全基因敲除的小鼠在胚胎發(fā)育的第7.5天出現(xiàn)異常，在第9.5天被吸收，導(dǎo)致早期胚胎致死。電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，WASH-/-的胚胎內(nèi)部出現(xiàn)大量自噬小體結(jié)構(gòu)。WASH蛋白與自噬小體存在共定位，WASH基因的缺失會(huì)導(dǎo)致自噬發(fā)生。通過(guò)酵母雙雜交的方法，研究者發(fā)現(xiàn)WASH與Beclin 1存在相互作用，并且WASH存在于Beclin 1-Vps34的復(fù)合物中。研究者發(fā)現(xiàn)Beclin 1在自噬過(guò)程中會(huì)發(fā)生非降解型的泛素化修飾，泛素化修飾后的Beclin 1與Vps34的結(jié)合能力更強(qiáng)，促進(jìn)了Vps34磷酯酰激酶活性。WASH蛋白能夠抑制Beclin 1的泛素化修飾，抑制了Vps34磷酯酰激酶活性，從而抑制自噬的發(fā)生。該研究揭示了WASH蛋白參與細(xì)胞內(nèi)自噬調(diào)控的新機(jī)制，對(duì)自噬的抑制性研究提供了新的線索。
范祖森課題組的博士研究生夏朋延和助理研究員王碩為本文的共同*作者。本課題WASH基因條件性敲除小鼠由軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院楊曉教授課題組協(xié)助完成。同時(shí)，本課題也得到中科院動(dòng)物所李磊教授和孫青原教授課題組的鼎力幫助。該工作得到科技部、國(guó)家自然基金委、中科院的資金資助。