研究人员发现植物细胞器回收过程中的新一站

　　

   

   

图:表达自噬体标记ATG8E(左)，自噬受体标记NBR1(中)，或新发现的自噬适配器CFS1(右)的拟南芥根表皮细胞的共聚焦显微镜图像。液泡以灰色表示。NBR1定位于自噬体内部，而ATG8可以定位于自噬体的内外膜。右图显示CFS1是一个自噬适配器，主要定位于自噬体外膜。    

信贷:?达格达/ JCB / GMI公司

“轮辐式”系统使植物细胞能够有效地协调细胞运输，特别是细胞回收，即所谓的自噬过程。专门的囊泡，即自噬小体，吞噬有害分子并将其带到液泡中降解。在这一过程中，自噬体利用在植物中知之甚少的分子机制成熟。现在，来自奥地利科学院(GMI)格里格·孟德尔分子植物生物学研究所(Gregor Mendel Institute of Molecular Plant Biology)的研究人员描述了自噬在植物细胞中使用轮辐模式的机制。 

最初，自噬被认为是细胞在饥饿或压力下的一种生存过程。然而，自噬越来越被理解为一种质量控制机制，它通过回收细胞中多余或有害的成分来确保细胞的正常功能。在自噬的帮助下，细胞补充其分子资源，并产生一些应对环境变化所需的能量。

自噬作用通过自噬小体(吞噬被降解物质的双膜囊泡)进行。自噬体是诞生、成熟和死亡的细胞器，我们对自噬体是如何诞生的有相当多的了解，但对它们的成熟路径和传递到最终目的地的了解却少得多，尤其是对植物细胞。在植物细胞中，“最终目的地”是液泡，这是一种大的细胞器，占细胞体积的80%左右，充满了消化酶。

许多囊状细胞器，如自噬体，在细胞中起作用;它们以一种精心安排的方式在细胞中移动，以成熟并完成它们的功能。在他们最新发表的论文中，Dagdas和他的团队展示了植物自噬体在进入液泡的过程中并不是沿着一条直接的线性路径前进的。”我们还不知道这是否适用于所有的植物自噬体，但我们表明，至少有一些自噬体在到达液泡之前会停留在不同的位置，”Dagdas说。

利用生物化学、细胞成像和结构生物学的互补方法，研究人员表明，植物自噬体首先与称为“多泡体”(MVBs)的其他内质体细胞器融合，形成所谓的“两性体”。接着，两性体与液泡融合。

他们研究的核心是发现了自噬适配器CFS1，这是一种可以识别自噬小体和MVBs上的膜标记的分子，因此可以介导它们的融合。研究人员证明，两性体作为细胞分选中心的功能，自噬体的成熟和运输到液泡。

”贩运途径相当复杂，但都需要协调，对细胞来说，产生囊泡的能量消耗很大。因此，我们认为，通过使用两性体作为自噬体的分类中心，细胞优化了它的能量效率。科学家们将这种分拣中心模型与航空工业和其他供应链物流中的“轮辐”系统进行了比较。”通过让所有的材料通过集中枢纽运输，单元减少了其物流成本，因为所需的路线更少。此外，这种系统使细胞更经济，因为复杂的操作可以在集合体中执行，而不是单独组织在每个自噬体中”。

研究人员证实了自噬适配器CFS1在两种进化较远的植物模型生物中的功能:拟南芥而且Marchantia polymorpha因此，这一自噬体成熟机制在植物中是保守的。由于自噬在调节细胞应激中起着核心作用，本研究可能在植物泡质转运工程中找到未来的应用，以帮助提高植物的抗应激能力。

文章标题

Plant autophagosomes mature into amphisomes prior to their delivery to the central vacuole