未闭合自噬体与溶酶体融合的鉴定及意义

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91954125
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0701.细胞器及亚细胞结构、互作与功能
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Autophagy is a degradation process to recycle and reuse materials in eukaryotes. It is important for maintaining cellular homeostasis and surviving unfavorable stress conditions. Currently it is generally acknowledged in the field of autophagy that phagophores expand to enclose degradable cargos to form closed autophagosomes and mature before they fuse with lysosomes/vacuoles. However, no one reported whether the unclosed autophagosomes (phagophores) during the normal autophagy process or the abundantly accumulated unclosed autophagosomes during the defective autophagy process can fuse with vacuoles to enter into them. The applicant's lab (we) found that the optical density (OD) of strains, the availability of vacuolar hydrolases and the different cells of the same strain all affected the degrees of accumulation of phagophore clusters next to the outer vacuolar membrane when we studied the regulatory proteins for phagophore closure. We proposed that the unclosed autophagosomes can fuse with vacuoles to enter into them. By deleting hydrolase genes PEP4 and PRB1 in vps21Δ strain and prolonging nitrogen starvation time, we detected that the unclosed autophagosomes entered vacuoles abundantly with fluorescence observation, transmission electron microscopy observation, protease protection assay and other methods. We will continue to validate these phenotypes and study the regulation mechanism and physiology relevance for unclosed autophagosomes entering vacuoles in this project. The results of this study will subvert the existing knowledge of only closed autophagosomes fusing with vacuoles. They will also promote the understanding of autophagy process and regulation mechanisms.
自噬是真核生物中一种物质降解并循环利用途径,对维持细胞稳态,帮助细胞渡过逆境等有重要意义。目前自噬领域内普遍认为自噬过程中自噬前体延伸后包裹待降解物形成成熟的闭合自噬体后才能与溶酶体/液泡融合,但无人报道正常自噬过程中那些未闭合自噬体(即自噬前体)和异常自噬过程中大量堆积的未闭合自噬体是否可以与液泡融合进入液泡内。申请者实验室在研究自噬前体闭合的调控蛋白时发现菌液的浓度,细胞中蛋白酶缺失等均会影响自噬前体簇在液泡膜外的堆积程度,且同样条件下同一菌株中有些细胞不产生自噬前体簇,从而提出未闭合自噬体可以与液泡融合进入液泡内的假设。通过敲除1-2个蛋白酶基因和延长氮饥饿时间,采用荧光显微镜观察、电镜观察、蛋白酶保护实验等方法,检测到Vps21等缺失菌株中未闭合自噬体可以大量进入液泡。本项目将确认这一表型,探讨这一现象的调控机制及生理意义。研究结果将颠覆现有理论并促进对自噬调控方式及机制的了解。

结项摘要

自噬是真核生物中一种物质降解并循环利用途径,对维持细胞稳态,帮助细胞渡过逆境等有重要意义。目前自噬领域内普遍认为自噬过程中自噬前体延伸后包裹待降解物形成成熟的闭合自噬体后才能与溶酶体/液泡融合,而未闭合自噬体不能与液泡融合进入液泡内。我们前期在酿酒酵母中研究自噬前体闭合的调控蛋白和分子机制过程中发现Vps21/Rab5或ESCRT复合体亚基缺失造成的液泡外堆积的未闭合自噬体随液泡水解酶的缺失而增加,从而提出未闭合自噬体可以与液泡融合进入液泡内的假设。通过敲除1-2个蛋白酶基因和延长氮饥饿时间,采用荧光显微镜观察、电镜观察、冷冻聚焦离子束切割和冷冻电子断层扫描、蛋白酶保护实验等方法,检测到Vps21或ESCRT复合体亚基缺失菌株中液泡外的未闭合自噬体可以大量进入液泡,成为未闭合的单层膜结构,在有蛋白酶时会被降解循环利用。且发现进入过程受到Vam3, Ypt7和一些Vtc蛋白的调控。未闭合自噬体进入液泡一定程度上弥补了自噬过程中断的缺陷,有利于这些二倍体酵母突变体产孢延续后代。本项目研究对真核生物中因自噬体不能闭合造成的相关自噬缺陷表型的改善具有指导意义。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Yeast phospholipase D, Spo14, is not required for macroautophagy
巨自噬不需要酵母磷脂酶 D、Spo14
  • DOI:
    10.1002/yea.3803
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Yeast
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Yun Chen;Zulin Wu;Lin Dong;Xia You;Yanling Ji;Yongheng Liang
  • 通讯作者:
    Yongheng Liang
The ESCRT‐III complex contributes to macromitophagy in yeast
ESCRT-III 复合物有助于酵母的巨线粒体自噬
  • DOI:
    10.1111/tra.12805
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Traffic
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Zulin Wu;Haiqian Xu;Junze Liu;Fan Zhou;Yongheng Liang
  • 通讯作者:
    Yongheng Liang
The entry of unclosed autophagosomes into vacuoles and its physiological relevance
未封闭的自噬体进入液泡及其生理相关性
  • DOI:
    10.1371/journal.pgen.1010431
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
    PLOS Genetics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zulin Wu;Haiqian Xu;Pei Wang;Ling Liu;Juan Cai;Yun Chen;Xiaomin Zhao;Xia You;Junze Liu;Xiangrui Guo;Tingting Xie;Jiajie Feng;Fan Zhou;Rui Li;Zhiping Xie;Yanhong Xue;Chuanhai Fu;Yongheng Liang
  • 通讯作者:
    Yongheng Liang
Vps21 Directs the PI3K-PI(3)P-Atg21-Atg16 Module to Phagophores via Vps8 for Autophagy
Vps21 通过 Vps8 将 PI3K-PI(3)P-Atg21-Atg16 模块引导至吞噬细胞进行自噬
  • DOI:
    10.3390/ijms23179550
  • 发表时间:
    2022-08-23
  • 期刊:
    International Journal of Molecular Sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Zhao, Lei;You, Weiming;Sun, Dan;Xu, Hui;You, Xia;Xu, Haiqian;Wu, Zulin;Xie, Zhiping;Liang, Yongheng
  • 通讯作者:
    Liang, Yongheng
The endosomal sorting complex required for transport complex negatively regulates Erg6 degradation under specific glucose restriction conditions
转运复合物所需的内体分选复合物在特定的葡萄糖限制条件下负向调节 Erg6 降解
  • DOI:
    10.1016/j.lithos.2019.05.027
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Traffic
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Ao Zhang;Ying Meng;Qunli Li;Yongheng Liang
  • 通讯作者:
    Yongheng Liang

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其他文献

水稻端粒酶活性定量分析研究
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酿酒酵母中Tca17经Rab蛋白Ypt31参与囊泡运输和细胞自噬的研究
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  • 影响因子:
    --
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  • 通讯作者:
    梁永恒

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梁永恒的其他基金

酿酒酵母中ESCRT复合体在自噬前体闭合中的作用及机制研究
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    31871428
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    2016
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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