Quantitative and temporal measurement of dynamic autophagy rates.
Quantitative and temporal measurement of dynamic autophagy rates.
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DOI：
10.1080/15548627.2022.2117515
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发表时间：
2023-04
期刊：
影响因子：
13.3
通讯作者：
Shah, Priya S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Beesabathuni, Nitin Sai;Park, Soyoon;Shah, Priya S.
巨自噬/自噬是一个多步骤的降解过程，对于维持细胞稳态至关重要，并且在疾病期间经常失调。系统地量化通过这一途径的通量对于获得基本见解和有效调节这一过程至关重要。建立的方法来量化流量使用稳态测量，这提供了有限的信息的扰动和细胞的反应。我们提出了一个理论和实验框架来衡量自噬步骤的形式下的非稳态条件下的利率。我们使用这种方法来测量时间响应雷帕霉素和渥曼青霉素治疗，两种常用的自噬调节剂。我们在短短10分钟内量化了自噬率的变化，这可以在反馈开始之前建立自噬扰动的直接机制。我们确定了雷帕霉素对自噬率的初始和时间进展的浓度依赖性作用。我们还发现渥曼青霉素抑制自噬的恢复时间不同，雷帕霉素进一步加速了自噬。此外，我们应用这种方法来研究血清和谷氨酰胺饥饿对自噬的影响。血清饥饿导致所有速率的快速和短暂的增加。谷氨酰胺饥饿导致在较长的时间尺度上的速率下降。总之，这种新方法能够以高灵敏度和时间分辨率定量自噬通量，并有助于全面了解这一过程。
Macroautophagy/autophagy is a multistep degradative process that is essential for maintaining cellular homeostasis and is often dysregulated during disease. Systematically quantifying flux through this pathway is critical for gaining fundamental insights and effectively modulating this process. Established methods to quantify flux use steady-state measurements, which provide limited information about the perturbation and the cellular response. We present a theoretical and experimental framework to measure autophagic steps in the form of rates under non-steady-state conditions. We use this approach to measure temporal responses to rapamycin and wortmannin treatments, two commonly used autophagy modulators. We quantified changes in autophagy rates in as little as 10 min, which can establish direct mechanisms for autophagy perturbation before feedback begins. We identified concentration-dependent effects of rapamycin on the initial and temporal progression of autophagy rates. We also found variable recovery time from wortmannin’s inhibition of autophagy, which is further accelerated by rapamycin. Furthermore, we applied this approach to study the effect of serum and glutamine starvation on autophagy. Serum starvation led to a rapid and transient increase in all the rates. Glutamine starvation led to a decrease in the rates on a longer timescale. In summary, this new approach enables the quantification of autophagy flux with high sensitivity and temporal resolution and facilitates a comprehensive understanding of this process.
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DOI：
10.1038/s41579-018-0003-6
发表时间：
2018-06
期刊：
Nature reviews. Microbiology
影响因子：
--
作者：
Choi Y;Bowman JW;Jung JU
通讯作者：
Jung JU
影响因子：
6
作者：
de Wet S;Du Toit A;Loos B
通讯作者：
Loos B
DOI：
10.1083/jcb.201403009
发表时间：
2014-07-21
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Chen R;Zou Y;Mao D;Sun D;Gao G;Shi J;Liu X;Zhu C;Yang M;Ye W;Hao Q;Li R;Yu L
通讯作者：
Yu L
DOI：
10.1038/s41580-018-0033-y
发表时间：
2018-09
期刊：
Nature reviews. Molecular cell biology
影响因子：
--
作者：
Hansen M;Rubinsztein DC;Walker DW
通讯作者：
Walker DW
影响因子：
64.5
作者：
Green DR;Levine B
通讯作者：
Levine B