防止不受控制的核自噬引起细胞死亡的机制

巨核吞噬有助于控制微核吞噬，以保护酵母细胞在压力下。通过对酵母突变体的大量实验，东京科学研究所的研究人员发现，破坏巨核吞噬会引发过度的微核吞噬，导致细胞死亡。他们进一步发现，这种过度激活是由核液泡连接（Nvj1）的积累驱动的，Nvj1是一种关键的核膜蛋白。这些发现揭示了挑战条件下不同自噬途径之间的联系，这对维持细胞健康至关重要。

　　

自噬是细胞的基本“内务”过程，包括降解和回收受损的细胞器、蛋白质和其他成分，以防止混乱。这种重要的机制存在于从单细胞生物到植物和动物的所有生命形式中，是维持细胞内稳态的关键。它的破坏与许多已知的人类疾病有关，如阿尔茨海默病、帕金森病和癌症。

虽然从医学和生物学的角度详细了解自噬是很重要的，但它不是一个放之四海而皆准的过程。自噬有几种形式，它们的不同之处在于被降解的成分如何被运送到溶酶体或液泡中，溶酶体或液泡是细胞废物处理和回收中心的细胞器。自噬作用的目标是一系列细胞内成分，包括储存重要染色体的细胞核的一部分。然而，细胞核自噬降解的生理意义尚不清楚。

在此背景下，来自日本的一个研究小组最近关注了酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中降解部分细胞核的自噬途径（巨核噬），酿酒酵母是一种广泛用于细胞研究的模式生物。在他们发表在《自然通讯》上的最新论文中，科学家们试图阐明巨核吞噬如何确保缺氮的酿酒酵母的生存，并揭示了由于缺乏正常的巨核吞噬而导致的不受控制的微核吞噬会导致细胞死亡。这项工作是由东京科学研究所的博士生|Ziyang Li领导的。

明确地说，巨核吞噬是一种自噬途径，其中一部分核向外突起，被称为“自噬体”的囊泡包裹，并被递送到液泡中。相比之下，在微核吞噬中，细胞核的外表面直接与液泡在核液泡连接处接触。在特定的细胞核和液泡膜蛋白的帮助下，一部分细胞核进入液泡（或“内陷”），分裂，并最终被降解。

研究小组在之前的研究中发现，巨核吞噬缺陷的突变酵母细胞（atg39Δ mutants）在氮饥饿条件下迅速死亡。经过对野生型和atg39Δ细胞的仔细比较，研究人员发现突变体中的微核吞噬异常增加，这种过度激活是细胞死亡的主要原因。

通过进一步分析，研究小组将这种过度激活与一种名为Nvj1的核表面蛋白联系起来，Nvj1在nvj的细胞核和液泡的系缚中起着关键作用。结果表明，巨核吞噬的问题导致Nvj1在细胞核上的积累，从而大大增强了微核吞噬。“阻断微核吞噬几乎完全抑制了由于缺乏巨核吞噬而导致的细胞死亡，而增强微核吞噬则加剧了氮饥饿下的细胞死亡，”Ziyang Li评论道。“另一方面，这些结果表明，巨核吞噬调节微核吞噬，以防止核成分的过度清除，从而维持核和细胞的稳态。”

综上所述，这项研究的发现揭示了不同形式的自噬是如何密切相关的，甚至到了它们决定细胞在压力下存活的程度。Li总结说：“我们发现微核吞噬的调节是巨核吞噬的关键作用，在这些不同的自噬途径之间提供了生理和机制上的联系。”对这一复杂课题的进一步研究将有助于我们了解细胞如何照顾自己，这可能对医学和生物技术产生重要影响。