新的研究揭示了细胞内脂质循环的分子机制

由于东京工业大学的科学家们最近的一项研究，我们对细胞如何通过自噬循环脂质(细胞降解的一种形式)的理解有了显著的增长。利用酵母作为模式生物，研究人员探索了导致构成细胞膜的磷脂双层降解的分子机制。他们的发现提高了我们对细胞降解过程和相关代谢紊乱的理解。

　　

循环利用在细胞中和在我们更熟悉的宏观世界中一样重要。细胞在执行正常功能的同时，不断产生废物，积累受损成分。为了确保这些资源的有效利用和帮助维持体内平衡，各种循环机制已经进化出来，自噬是无数动物、植物和真菌谱系中保存最完好的一种。

在自噬的主要形式中，漂浮在细胞中的物质被运输到专门的细胞器，如溶酶体或液泡，在称为自噬体的小胶囊状结构中。一旦这些自噬体到达溶酶体或液泡内，它们被称为自噬体(ABs)。为了降解抗体中所含的货物——这一过程被称为自噬——溶酶体或液泡内的蛋白质首先分解包裹抗体的磷脂双层。先前的研究确定了这一过程中的几个关键角色，即蛋白质Atg15、Pep4和Prb1。然而，这些蛋白之间的相互关系及其潜在机制尚不清楚。

最近，日本东京工业大学的一个研究小组在解决这个难题方面取得了实质性进展。在最近发表在《细胞生物学杂志》上的一项研究中，由2016年诺贝尔奖获得者Yoshinori Ohsumi教授和助理教授Kawamata领导，他们使用酵母作为模式生物来揭示自噬的一些复杂性。“酵母液泡酶的相对简单对我们的研究特别有利，因为它使我们能够澄清液泡中蛋白质和脂质分解活性之间的关系，”第一作者kagoohashi解释说。

通过应用涉及脂质降解的体外实验，研究人员证明了Pep4和Prb1将Atg15转化为“活化”形式。这一步骤对于使Atg15能够破坏抗体的磷脂双分子层是必要的。研究小组通过测试各种Atg15突变体和缺乏Pep4和Prb1编码基因的酵母菌株证实了这些发现。通过用探针标记Atg15，他们还确定了液泡内Pep4和Prb1对Atg15的修饰。

该团队通过使用分离的抗体进行进一步的实验，深入研究了Atg15如何分解磷脂双分子层。这些分析首次揭示了Atg15具有磷脂酶B活性，这使得Atg15能够在两个特定位置切割磷脂分子，从而有效地破坏磷脂膜。

总之，这项工作加深了我们对关键细胞过程的理解，正如Kawamata博士所说:“液泡/溶酶体中脂质分解活性的表征对于理解脂质如何回收至关重要。这项研究提供了对膜脂循环的见解，并为一系列代谢紊乱的研究提供了信息。”正如她所指出的，自噬与许多疾病有关，也可能成为新疗法的一个有吸引力的药物靶点。