中科院生物物理研究所范祖森課題組近日研究報道了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)會形成雙層膜包裹的膜狀結(jié)構(gòu)，將錯誤折疊的蛋白或發(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)胞提供新的營養(yǎng)成分，維持著細(xì)胞的自我更新。Beclin 1是自噬調(diào)控過程中的關(guān)鍵分子，它通過與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自噬過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基因的缺失會導(dǎo)致自噬發(fā)生。通過酵母雙雜交的方法，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在自噬過程中會發(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，本課題也得到中科院動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、國家自然基金委、中科院的資金資助。