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俗話說(shuō)得好“拋開(kāi)時(shí)空談分子機(jī)制是不現(xiàn)實(shí)的”，就像古希臘大哲人赫拉克利特說(shuō)“人不能兩次踏進(jìn)同一條河流”一樣，生命體中的所有物質(zhì)都是流動(dòng)的，所以在進(jìn)行科學(xué)研究的時(shí)候也不能忽略這一點(diǎn)。

今天就給大家?guī)?lái)一篇研究細(xì)胞選擇性自噬起始到結(jié)束過(guò)程中時(shí)空有序性調(diào)節(jié)的文章。該文發(fā)表于Molecular Cell，2019年IF：15.5。

老規(guī)矩，思路圖奉上

當(dāng)我們開(kāi)篇就看到這張思路圖時(shí)不禁會(huì)疑惑：

這文章不是研究自噬的嗎？

圖里怎么沒(méi)有自噬小體的經(jīng)典結(jié)構(gòu)出現(xiàn)呢？

我們來(lái)看Highlights：

Highlights：

1、NDP52/TBK1以ULK1為靶標(biāo)，在沒(méi)有LC3的情況下啟動(dòng)自噬。

2、自噬受體TBK1的磷酸化促進(jìn)NDP52通過(guò)FIP200與Atg13/ULK1復(fù)合體結(jié)合。

3、ULK1在底物上被激活，與AMPK和mTOR活動(dòng)無(wú)關(guān)。

4、異位募集FIP200結(jié)合肽足以對(duì)底物進(jìn)行自噬性降解。

原來(lái)如此，本文發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不依賴(lài)于LC3的自噬啟動(dòng)途徑，而且大部分探討的是自噬這整個(gè)過(guò)程的起始階段，即如何精準(zhǔn)靶向需要被降解的細(xì)胞器（本文是線粒體），促使線粒體上選擇性自噬體的形成。

Background：

都知道自噬對(duì)于細(xì)胞內(nèi)各種成分的大量降解和細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。但少有研究闡明自噬小體可以圍繞特定的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)（如線粒體等細(xì)胞器）進(jìn)行選擇性降解，即選擇性自噬。

雖然涉及許多ATG蛋白的自噬小體形成的精心安排的步驟已經(jīng)被闡明，然而目前還沒(méi)有明確的機(jī)制闡明是如何將底物識(shí)別與自噬的生物發(fā)生聯(lián)系起來(lái)，也不確定是什么提供了靶向指示效應(yīng)來(lái)使早期的自噬小體在細(xì)胞器附近形成從而讓這些細(xì)胞器被指定為即將被自噬性降解的。

已知ULK1復(fù)合體是自噬小體生物發(fā)生過(guò)程中最上游的機(jī)制，由ULK1激酶、FIP200、ATG13和ATG101組成。但目前尚不清楚ULK1在選擇性自噬過(guò)程中是如何被激活的。本文所要探討的，就是選擇性自噬形成的早期階段。

Results：

Fig1:化學(xué)誘導(dǎo)蛋白定位法研究NDP52介導(dǎo)的有絲分裂吞噬作用

作者為了分離NDP52在自噬小體生物發(fā)生中的作用，用了一種在不干擾細(xì)胞代謝的情況下，通過(guò)誘導(dǎo)FKBP和FRB二聚化的化合物，將NDP52定位到線粒體上的化學(xué)誘導(dǎo)法(圖1A)，可以通過(guò)成像(圖1B)和流式分析(圖1C)檢測(cè)到線粒體出現(xiàn)線粒體溶酶體。

在去極化誘導(dǎo)的線粒體自噬過(guò)程中，NDP52（一種自噬受體）和其他一些自噬相關(guān)蛋白被招募到線粒體。將NDP52定位于PINK1KO（PINK1 knock out）細(xì)胞中的線粒體發(fā)現(xiàn)，在線粒體形成方面與KO組WT細(xì)胞沒(méi)有差異(圖1D)。因此，NDP52的異位募集可以獨(dú)立于PINK1/Parkin通路誘導(dǎo)線粒體自噬。NDP52的線粒體定位可招募ATG蛋白：FIP200、ATG14和ATG16L1(圖1E-1J)。ATG14和ATG16L1位于FIP200下游，參與自噬小體的成熟。這些結(jié)果表明，NDP52的靶向引導(dǎo)足以動(dòng)員ATG蛋白啟動(dòng)選擇性自噬。

總的來(lái)說(shuō)，fig.1論證了：

NDP52可以靶向底物復(fù)合物啟動(dòng)ATG，當(dāng)定位于線粒體時(shí)，NDP52可以直接啟動(dòng)線粒體自噬并招募各種ATG蛋白，這表明NDP52可能與線粒體自噬的生物發(fā)生相互作用。

Fig2: NDP52通過(guò)FIP200與ULK1復(fù)合物相互作用

接著，作者就繼續(xù)探討并揭示了內(nèi)源性NDP52會(huì)與內(nèi)源性ULK1復(fù)合物：ULK1激酶、ATG13和FIP200結(jié)合（圖2A、B）。

此外，NDP52與ULK1復(fù)合物的結(jié)合在Parkin介導(dǎo)的線粒體自噬，NDP52與ULK1復(fù)合物的結(jié)合具有一定的特異性（圖C），因?yàn)樵?/span>FIP200 KO（FIP200 knock out）細(xì)胞中，NDP52不再與ULK1結(jié)合，表明NDP52需通過(guò)FIP200與ULK1復(fù)合物結(jié)合(圖2D)。

Fig3: NDP52-FIP200相互作用的功能分析

為了證實(shí)NDP52和FIP200的相互作用，作者進(jìn)行了突變定位驗(yàn)證（圖3 A）。NDP52（SKICH結(jié)構(gòu)域）的缺失抑制了NDP52與FIP200的結(jié)合(圖3B)，比較FIP200截?cái)嗤蛔凅w發(fā)現(xiàn)，只有FIP200的C-末端與NDP52有親和力（圖3C-D）。