《Nature | HEAT重复蛋白HPO-27是溶酶体分裂因子》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-04-01
  • 2024年3月27日,中国科学院生物物理研究所王晓晨组和冯巍组合作在Nature在线发表题为The HEAT repeat protein HPO-27 is a lysosome fission factor的研究论文。

    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。

    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契机,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。

相关报告
  • 《Nature子刊:一种疾病蛋白对产生新的溶酶体至关重要》

    • 来源专题:重大疾病防治
    • 编译者:蒋君
    • 发布时间:2023-08-31
    • 神经元蜡样脂褐质沉积症(NCL)是一组破坏性的神经退行性溶酶体储存疾病,开始于儿童时期。CLN3基因突变导致一种被称为巴顿病的NCL,其特征是视力、运动和认知能力的逐渐丧失。目前还没有针对这些疾病的有效治疗方法,因为大多数导致这些疾病的基因的生物学作用还没有很好地定义。美国贝勒医学院和德克萨斯儿童医院、意大利Telethon遗传与医学研究所和Federico II大学的研究人员发现CLN3对溶酶体生物发生和自噬溶酶体重组(ALR)至关重要,揭示了巴滕病的一种新的发病机制。
  • 《Nature | 应力颗粒堵塞并稳定受损的内溶酶体膜》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-11-20
    • 本文内容转载自“ BioArt”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/VZbnIV4ZStKS0VGIrVpSFQ 2023年11月15日,英国Francis Crick研究所的Claudio Bussi和Maximiliano G. Gutierrez合作在Nature上发表了题为Stress granules plug and stabilize damaged endolysosomal membranes的研究论文。该研究发现溶酶体膜损伤后应激颗粒在损伤位点迅速形成,并通过类似“塞子”的作用阻止溶酶体内容物从膜破损处流出,以稳定破损的溶酶体膜和有效修复,这一功能对于宿主抵御病原体诱导的内膜损伤非常重要。 内吞溶酶体的损伤导致膜穿孔的形成,如果不能被及时修复就会引起溶酶体囊泡的破裂、内容物(主要为蛋白酶类)的外溢以及细胞死亡,因此真核生物进化出了ESCRT依赖和不依赖的两种途径来修复溶酶体膜的损伤。然而在这两种修复途径起作用之前,溶酶体膜是如何维持其稳定性的仍然未知。为了解释这个问题,作者将应激颗粒和溶酶体膜损伤联系起来,他们首先研究了LLOMe介导的内吞溶酶体损伤时G3BP-应激颗粒的形成动态,通过超高分辨率的活细胞成像系统,发现G3BP1蛋白-RNA可以快速地在溶酶体膜的损伤位点形成聚集体状的应激颗粒,并且这种应激颗粒类似于“塞子”的作用位于溶酶体的膜损伤位点,而损伤位点pH的改变是诱导应激颗粒形成的原因。 随后,作者为了揭示应激颗粒在膜损伤位点的作用,他们利用Giant unilamellar vesicles(GUVs)系统体外研究G3BP1-RNA聚集体的功能,通过体外构建GUVs包埋G3BP1和RNA,并模拟细胞内的pH值环境。研究人员发现在诱导GUVs膜形成穿孔后,G3BP1可以在破损的位点快速形成聚集体,像一个“塞子”堵住膜穿孔。有趣的是,G3BP1-RNA应激颗粒可以触发膜穿孔边缘的浸润和稳定,防止膜塌陷和进一步的内容物泄漏;抑制聚集体的形成将导致囊泡的破裂。 总的来说,这篇文章发现了生物分子凝聚物的一种新功能,即应激颗粒选择性地在受损膜附近形成一个“塞子”,促进囊泡的稳定和存活,使得内膜得以快速修复,这对巨噬细胞抵御细胞内病原体对内膜系统的损伤至关重要。