3月27日,中国科学院生物物理研究所王晓晨研究组与冯巍研究组合作在《自然》杂志在线发表了论文,该研究发现了溶酶体膜分裂因子hpo-27并揭示了其作用机制。
溶酶体是细胞内的物质降解、循环和信号中心,对细胞稳态调控、发育和衰老至关重要。溶酶体功能紊乱与多种疾病的发生发展密切相关。为了满足不同的生理需求,溶酶体通过不断的融合和分裂重塑其形态与功能。相比于融合过程,目前对于溶酶体分裂过程的了解非常有限,相关调控因子及作用机制仍不清楚,执行溶酶体膜分裂的分子尚未被揭示。
研究人员建立了以线虫为模式的多细胞生物溶酶体研究体系,通过非偏好性遗传筛选鉴定得到heat 重复蛋白hpo-27,与人类mroh1同源。hpo-27及mroh1含有37个heat重复序列,它们的功能尚未被解析。
结合活体成像追踪及冷冻电镜等实验手段,并通过溶酶体功能分析,研究人员发现,hpo-27在溶酶体形态、结构和功能完整性,以及线虫正常生命活动中发挥重要作用。随后,研究人员在线虫及哺乳动物培养细胞中同步开展系列实验,探究了hpo-27和mroh1调控溶酶体形态及功能的作用机制, 以及它们介导溶酶体膜分裂的具体机制。
该研究发现hpo-27及其同源蛋白mroh1是溶酶体膜分裂因子,其通过自组装介导溶酶体管状膜的缢缩和分裂。值得关注的是,与经典的膜分裂因子dynamin及其超家族成员不同,hpo-27和mroh1不具有atpase或gtpase活性。在体外膜分裂实验中,它们以不直接消耗能量分子(atp/gtp)的方式介导膜管分裂,表明hpo-27和mroh1是一类新的膜分裂因子。hpo-27和mroh1的发现为溶酶体膜及其他膜分裂的研究提供了新途径,为进一步揭示溶酶体稳态调控及生理功能奠定了重要基础。(来源:中国科学报 孟凌霄)
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-024-07249-8