真核细胞通过选择性自噬,特异性地清除受损的细胞器、错误折叠的蛋白聚集体或入侵的病原体等自噬底物,从而维持细胞内环境的稳态。与非选择性自噬不同,选择性自噬通过底物受体蛋白确保特定底物的识别、隔离和包裹,以便于随后的溶酶体降解。然而,选择性自噬过程中自噬体形成的时空调控机制尚不清晰。基于我们前期的研究结果,我们提出科学假设:Rab GTPase蛋白通过与底物受体蛋白的相互作用,调控选择性自噬的起始以及自噬体的靶向性发生。Rab GTPase蛋白广泛分布于细胞内膜系统中,在囊泡运输和融合等过程中发挥重要作用。我们发现人类的Rab GTPase蛋白家族普遍存在自噬性降解,这种现象类似于II型LC3和底物受体蛋白的降解。进一步的研究发现,能够被自噬性降解的Rab GTPase蛋白与受体蛋白存在相互作用。我们以线粒体自噬作为验证模型,发现16个Rab GTPase蛋白被招募到去极化的线粒体上,我们还发现这些Rab GTPase的内源性蛋白在线粒体自噬诱导条件下发生自噬性降解。更重要的是,过表达Rab GTPase蛋白能够促进线粒体自噬的发生,而Rab GTPase蛋白的缺失则会抑制线粒体自噬。机制研究表明,Rab GTPase蛋白与线粒体自噬受体蛋白协同调控线粒体自噬。综上所述,我们的工作初步鉴定了一种新的线粒体自噬起始的分子机制。