3月27日,中國科學院生物物理研究所王曉晨研究組與馮巍研究組合作在《自然》雜志在線發表了論文,該研究發現了溶酶體膜分裂因子HPO-27并揭示了其作用機制。
溶酶體是細胞內的物質降解、循環和信號中心,對細胞穩態調控、發育和衰老至關重要。溶酶體功能紊亂與多種疾病的發生發展密切相關。為了滿足不同的生理需求,溶酶體通過不斷的融合和分裂重塑其形態與功能。相比于融合過程,目前對于溶酶體分裂過程的了解非常有限,相關調控因子及作用機制仍不清楚,執行溶酶體膜分裂的分子尚未被揭示。
研究人員建立了以線蟲為模式的多細胞生物溶酶體研究體系,通過非偏好性遺傳篩選鑒定得到HEAT 重復蛋白HPO-27,與人類MROH1同源。HPO-27及MROH1含有37個HEAT重復序列,它們的功能尚未被解析。
結合活體成像追蹤及冷凍電鏡等實驗手段,并通過溶酶體功能分析,研究人員發現,HPO-27在溶酶體形態、結構和功能完整性,以及線蟲正常生命活動中發揮重要作用。隨后,研究人員在線蟲及哺乳動物培養細胞中同步開展系列實驗,探究了HPO-27和MROH1調控溶酶體形態及功能的作用機制, 以及它們介導溶酶體膜分裂的具體機制。
該研究發現HPO-27及其同源蛋白MROH1是溶酶體膜分裂因子,其通過自組裝介導溶酶體管狀膜的縊縮和分裂。值得關注的是,與經典的膜分裂因子Dynamin及其超家族成員不同,HPO-27和MROH1不具有ATPase或GTPase活性。在體外膜分裂實驗中,它們以不直接消耗能量分子(ATP/GTP)的方式介導膜管分裂,表明HPO-27和MROH1是一類新的膜分裂因子。HPO-27和MROH1的發現為溶酶體膜及其他膜分裂的研究提供了新途徑,為進一步揭示溶酶體穩態調控及生理功能奠定了重要基礎。
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