课题基金 / 基金详情

内质网介导的自噬小体的膜生成和调控机制

批准号:
32070697
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
刘艳芬
依托单位:
学科分类:
细胞器及亚细胞结构、互作与功能
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘艳芬

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
自噬是细胞的一种自我保护机制,它介导胞内受损蛋白和细胞器以及外源侵染物等进入溶酶体进行降解,具有高度的保守性。自噬信号途径的失调与多种疾病如神经退行性疾病、癌症和免疫相关疾病的发生密切相关。自噬作为一个细胞内的动态过程,其膜起源和膜延伸调控机制是本领域亟待解决一个基础问题。研究表明内质网是自噬小体膜的重要供体。本项目将从三个不同的角度,对内质网依赖的自噬小体膜起源做系统的分析。我们将首先利用APEX临近标记系统和抓捕ULK1磷酸化底物的方法,寻找自噬流中参与自噬小体膜延伸的因子,之后对这些候选因子如COPII囊泡组装相关蛋白和Annexin家族蛋白进行功能分析和疾病相关突变体的机制研究。我们也将利用CRISPR/CAS9系统并整合HaloTag标记系统,筛选在病原菌自噬条件下参与自噬小体膜延伸的基因,以找到内质网介导的自噬小体膜调控机制,并分析细胞如何维持内质网内平衡以应对自噬的发生。
英文摘要
Autophagy is a central cellular mechanism for the elimination of damaged proteins, protein complexes, and organelles. This evolutionarily conserved process plays a crucial role in the cellular response to nutrient deprivation as well as defense against pathogens. Dysregulation of autophagy has been implicated in the pathogenesis of various human diseases, including cancers, neurodegenerative diseases, and immune related diseases. Thus, understanding the molecular mechanism of autophagosome biogenesis is pivotal for the development of future autophagy-targeting therapeutics. Numerous studies suggested the involvement of Endoplasmic Reticulum (ER) in the autophagosome biogenesis. However, the detail mechanism of how the process is controlled is not clearly identified. This proposal is aimed to elucidate the mechanism of how ER mediates autophagosome biogenesis and membrane extension. We will combine multiple strategies including APEX proximity labeling approach, ULK1 substrate identification, as well as CRISPR/CAS9 screen plus HaloTag labeling system to identify the genes involved in ER mediated autophagosome biogenesis. We will then use biochemistry and super-resolution imaging technologies to decipher the mechanism of how ER helps autophgosome biogenesis and at the same time keeps its homeostasis.
自噬是一种进化上高度保守的细胞过程,主要通过降解细胞内的生物大分子及受损的细胞器来维持细胞和机体的稳态。在自噬小体的形成过程中,内质网发挥着至关重要的作用,是自噬小体膜生成的主要来源。本项目聚焦于内质网介导的自噬小体膜生成及其调控机制,系统探讨自噬过程中的关键因子及其调控途径,研究围绕三个主要目标展开。首先,在目标1中,我们筛选了内质网和胞质中参与自噬小体膜生成与延伸的关键因子。运用APEX2-LC3B邻近标记系统,成功标记并分析了自噬起始膜LC3B-II周围的蛋白。质谱分析鉴定出169种邻近LC3B-II的蛋白,这些蛋白广泛分布于内质网/高尔基体、线粒体、自噬小体和泛素蛋白酶体系统中。其中,定位于高尔基体和COPI复合物表面的SCYL1,其基因的敲降导致自噬在起始阶段受阻。SCYL1通过其LIR基序与自噬蛋白LC3B互作,作为高尔基体自噬的受体蛋白,介导其内容物的自噬降解。目标2聚焦于解析调控自噬小体膜生成的蛋白因子的作用机制及其在相关疾病中的分子途径。我们发现自噬受体SQSTM1/p62和CALCOCO2/NDP52参与无膜细胞器应激颗粒的自噬降解。在应激条件下,这些受体能与应激颗粒共定位,有效促进应激颗粒的降解。同时,我们扩展研究了应激颗粒动态平衡的调控机制,以探究其在病理状态下的功能。目标3深入探讨了细胞如何通过内质网的内平衡调控自噬。通过筛选参与自噬过程的泛素相关酶,鉴定了去泛素化酶USP20能够去泛素化内质网自噬受体FAM134B,稳定该受体并推动内质网自噬进行。USP20通过其FFAT基序与内质网膜蛋白VAPB的MSP结构域相互作用,从而锚定于内质网并调控自噬。此外,我们构建了异源自噬细胞模型,并筛选出内质网定位的泛素连接酶RNF5能够抑制异源自噬。通过定量质谱和修饰质谱分析显示,RNF5通过泛素化RAB10导致其降解,从而抑制外源自噬的发生。本研究深入解析了多个调控自噬早期阶段的关键因子的机制,为理解自噬在细胞内平衡和疾病中的作用提供了重要科学依据,为未来的药物开发和治疗策略提供新的思路。
帕金森病相关α-突触核蛋白的纤维状聚集形成和降解机制
  • 批准号:
    31770831
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    刘艳芬
  • 依托单位:
内质网膜错误折叠蛋白的泛素化降解机制
  • 批准号:
    31570781
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    刘艳芬
  • 依托单位:
国内基金
海外基金