近日，上海交通大学生命科学技术学院谢志平研究员团队在Cell Death & Differentiation杂志上在线发表了题为Temporal dissection of the roles of Atg4 and ESCRT in autophagosome formation in yeast的研究论文。本研究发现Atg4催化自噬体膜上Atg8的解离构成自噬体膜闭合的新通路，与ESCRT的晚期作用平行；ESCRT对自噬体的形成存在双阶段双重调控，在形成早期通过控制PI3K复合体的招募而调控自噬体形成的起始频次。

细胞自噬（autophagy）是真核细胞里依赖于溶酶体/液泡（lysosome/vacuole）的亚细胞降解途径。细胞自噬是细胞维持健康所必需的，其活性异常与很多疾病的发生发展有密切关系。自噬体（autophagosome）的形成是宏自噬过程的核心步骤。对于自噬体形成的早期阶段，即在一些核心自噬蛋白的共同作用下自噬体前期膜囊经历扩展和形变、同时包裹待降解底物的过程，已经有较多的研究结果；而自噬体形成的晚期阶段，主要包括自噬体外膜上核心自噬蛋白的解离和自噬体膜的闭合这两个过程，对它们的生物学功能以及调控还很不清楚。

本研究通过活细胞成像观察，蛋白酶敏感性检测实验，以及体外重构，证实了自噬体膜上Atg8解离过程可以促进自噬体膜的闭合。进一步比较它与已知调控自噬体膜闭合因子ESCRT在此过程中的关系，发现二者是平行发挥功能的。说明Atg8是一种新的调控膜闭合通路。此外，通过活细胞连续拍摄观察的方法来检测ESCRT突变对自噬体形成过程的影响，发现ESCRT可能通过Atg9的运输来影响PI3K复合体的组装，在ESCRT缺失细胞里PI3K复合体的组装频率减半。说明ESCRT也参与了自噬体形成过程的早期阶段。如图1所示。

图1. Atg8解离过程和ESCRT调控自噬体形成的示意图

膜闭合是细胞生物学中普遍存在的膜动态过程。长期以来，膜闭合研究对ESCRT关注较多。该研究发现Atg4-Atg8系统独立于ESCRT促进膜闭合，为理解膜闭合的基本规律提供了新的角度。Atg4-Atg8体系、ESCRT在自噬中均发挥不止一种功能。该研究通过动态观察分解Atg4-Atg8体系、ESCRT的多种功能，同样思路也可用于其他多功能蛋白多重功能的研究。

上海交通大学谢志平研究员为本文的通讯作者，上海交通大学生命科学技术学院博士后李辉、已毕业博士研究生宋敬臻和何承文为本文的共同第一作者。上海交通大学生命科学技术学院博士生张正坦、周游、李鑫靖和硕士生谢孟希也参加了该研究。特别感谢上海交通大学龚清秋博士在本研究的过程中给予的帮助。

本研究获得了国家自然科学基金、上海市科学技术委员会的资助。

原文链接：doi: https://doi.org/10.1038/s41418-024-01438-8