「细胞自噬」作用是个体细胞遇到生存压力时，会自行发展出包膜企图吞食或分解入侵的物质，以保全其他正常细胞的自我保护机制。近年来科学家也发现，细胞自噬作用与生物发育以及许多人类疾病，例如肿瘤、感染与免疫、心血管疾病、肌肉病变及神经退化性疾病密切相关。
本院生物化学研究团队最近成功找出细胞自噬体形成之分子机转，发现一种名为「肌凝蛋白-II」的分子蛋白扮演关键角色。此新发现将有助日后治疗细胞自噬失调相关疾病的药物开发。本研究由生物化学研究所助研究员陈光超博士及博士生唐弘文主导，其成果已于2011年2月16日发表于国际重要学术期刊 「欧洲分子生物学研究期刊」(EMBO Journal)。这项研究结果同时被今年2月份的「自然分子细胞生物学评论」( Nature Reviews Molecular Cell Biology 2011,12(2):77)选为重点报导。
研究团队解释，细胞自噬的过程中，细胞内会产生双层膜构造，将细胞质内物质包裹起来，形成细胞自噬体，进而与溶酶体结合而分解包裹之物质。但是，细胞自噬体是如何形成以及自噬体的双层脂质膜来源，目前科学界仍未确切知晓。
在本研究中，陈光超博士研究团队以果蝇和人类细胞为研究对象，探讨细胞中「Atg1蛋白质激脢」和「细胞骨架肌动蛋白」调控细胞自噬的机转。他们发现一个全新的「类肌凝蛋白轻链激酶」为「Atg1蛋白质激脢」的受质，当在果蝇或人类细胞中降低此「类肌凝蛋白轻链激酶」或「肌凝蛋白-II」的表现量时，都会抑制细胞自噬体的形成。
另外，他们更进一步发现「Atg1蛋白质激脢」对于「肌凝蛋白-II」的活化，会影响到「Atg9嵌膜蛋白」在高基氏体和细胞自噬体前驱构造间来回循环移动。而「Atg9嵌膜蛋白」被认为是自噬体的形成过程中提供脂质膜的来源之一。
他们的研究结果显示Atg1会经由磷酸化此「类肌凝蛋白轻链激酶」去调控「肌凝蛋白-II」的活性及「Atg9嵌膜蛋白」的循环移动，以促进细胞自噬体的形成，而此讯息调控机转从果蝇到人类有高度的保留性。这个新发现的调控机制可望为日后治疗细胞自噬失调相关疾病带来新的观点。（生物谷Bioon.com）
生物谷推荐原文出处：
The EMBO Journal 30, 636 - 651 (16 February 2011) | doi:10.1038/emboj.2010.338
Atg1-mediated myosin II activation regulates autophagosome formation during starvation-induced autophagy
Hong-Wen Tang, Yu-Bao Wang, Shiu-Lan Wang, Mei-Hsuan Wu, Shu-Yu Lin and Guang-Chao Chen
Abstract
Autophagy is a membrane-mediated degradation process of macromolecule recycling. Although the formation of double-membrane degradation vesicles (autophagosomes) is known to have a central role in autophagy, the mechanism underlying this process remains elusive. The serine/threonine kinase Atg1 has a key role in the induction of autophagy. In this study, we show that overexpression of Drosophila Atg1 promotes the phosphorylation-dependent activation of the actin-associated motor protein myosin II. A novel myosin light chain kinase (MLCK)-like protein, Spaghetti-squash activator (Sqa), was identified as a link between Atg1 and actomyosin activation. Sqa interacts with Atg1 through its kinase domain and is a substrate of Atg1. Significantly, myosin II inhibition or depletion of Sqa compromised the formation of autophagosomes under starvation conditions. In mammalian cells, we found that the Sqa mammalian homologue zipper-interacting protein kinase (ZIPK) and myosin II had a critical role in the regulation of starvation-induced autophagy and mammalian Atg9 (mAtg9) trafficking when cells were deprived of nutrients. Our findings provide evidence of a link between Atg1 and the control of Atg9-mediated autophagosome formation through the myosin II motor protein.
