论文部分内容阅读
细胞自噬是一条保守而广泛存在于真核生物界中的细胞水平蛋白质和细胞器降解途径。在自噬过程中,PI3K复合体中的激酶亚基VPS34将磷酸肌醇环3位羟基磷酸化形成磷酸肌醇-3-磷酸(PI3P)。PI3P招募下游自噬蛋白如ATG18/WIPI,指导自噬体的形成。由于PI3P也被发现介导液泡蛋白分选、胞吞、胞吐等囊泡运输途径,因此细胞如何特异调控自噬相关的PI3P水平是自噬研究的一个重要问题。在动物与酵母中的最新研究发现,某些PI3P磷酸酶Myotubularin(MTM)能够介导自噬特异的PI3P水解。拟南芥基因组中有两个MTM,但它们是否参加自噬调控尚属未知。本文发现拟南芥Myotubularin2(MTM2)负调控自噬。
本文通过对MTM2的T-DNA插入突变体mtm2的研究发现,mtm2生长较对照野生型有优势,尤其是其抽薹及株高方面显著早于和高于野生型,而mtm2在自噬诱导条件下生长优于野生型。另一方面,中等水平过表达MTM2,其生长不如野生型,同时其对自噬的响应敏感。通过对MTM2的组织特异性表达模式及蛋白亚细胞定位的观察,发现其在植物发育的各个阶段均有低水平表达;其蛋白定位于质膜及其附近的囊泡上。对MTM2底物特异性分析发现,其N端的PH-GRAM结构域负责结合底物,包括PI3P。与此同时,我们提供了一个新的检测植物自噬的株系,即将pATG8a∶GFP-ATG8a引入野生型拟南芥中,其能稳定而良好的响应自噬。将此指示蛋白引入mtm2后,从细胞及蛋白水平分别观察和检测ATG8的含量,发现其均高于野生型。将mtm2与自噬缺失突变体atg2和atg10分别杂交后,双纯合突变体对缺氮和缺碳诱发的自噬响应表现出与atg一致的表型,同时从蛋白水平检测ATG8的表达模式也与atg表现一致。进一步对MTM2在蛋白分选途径和胞吞胞吐途径的检测,发现mtm2中的这些途径均未受到影响。综上所述,MTM2只参与负调控自噬,是自噬特异的PI3P磷酸酶。