Microbiology Spectrum | 2003网站太阳集团高強課題組對脂肪酸酰基輔酶A合成酶Fat1p參與調控釀酒酵母中脂噬與液泡結構重塑的機制探索中取得重要進展

時間:2023年02月09日 08:52 點擊: 字體大小:

脂質是細胞内重要的能量存儲物質及膜的構成成分,同時還可作為信号分子參與到細胞信号傳導過程調控,對于細胞的穩态維持至關重要。不同的生長時期,細胞對于脂質的需求有明顯差異,因此,當環境波動時,細胞需迅速調整脂質的含量與構成以維持存活。脂滴(Lipid Droplets)是中性脂儲存細胞器,廣泛存在于所有真核生物和部分原核生物的細胞中。脂滴可通過水解内部存儲的中性脂,為細胞提供遊離脂肪酸以進行後續的氧化來供能,同時還能通過提供脂質或脂質前體用于生物膜結構的快速擴張。脂解和脂噬是脂滴被利用的兩個主要過程。在功能上,釀酒酵母中的液泡相當于哺乳動物的溶酶體。當環境營養基本耗盡時,酵母細胞中的液泡會通過融合形成單一的大液泡,同時液泡膜結構也發生重塑,形成兩個不同的微域(Ld microdomains和Lo microdomains)。脂噬過程(Lipophagy)是一種選擇性的微自噬過程,其發生發展需要液泡膜的直接參與及重構。研究認為,Lo微域的形成為酵母脂噬發生所必需(Liao et al., 2021; Wang et al., 2014)。通過對脂噬的研究将有助于我們理解是生命體脂質代謝調控過程,為相關疾病如糖尿病、肥胖症等的靶向治療提供重要理論研究基礎。

2023年01月04日2003网站太阳集团高強副教授團隊在微生物領域高水平期刊Microbiology Spectrum(SCI 一區Top,IF: 9.04)發表題為“Fatty Acyl Coenzyme A Synthetase Fat1p Regulates Vacuolar Structure and Stationary-Phase Lipophagy in Saccharomyces cerevisiae”的研究性論文。論文指出脂肪酸酰基輔酶A合成酶Fat1p在釀酒酵母的脂噬與液泡結構重塑中扮演重要功能。

FATP家族是一類從酵母到人類高度保守的蛋白家族。對高等動物中FATP家族蛋白的功能研究顯示,FATP家族蛋白與視網膜的功能維持直接相關,同能還會影響血漿甘油三酯水平、脂毒性心肌病以及低溫條件下FA攝取和棕色脂肪組織中LDs的大小。對釀酒酵母中的Fat1p的功能研究顯示,Fat1p 除作為極長鍊酰基輔酶A合成酶及脂肪酸的跨膜轉運蛋白外,還可能通過影響Ole1p的功能,從而影響胞内磷脂酰膽堿等脂質中脂肪酸的飽和度。

文章認為酵母細胞通過調節膜脂的脂肪酸飽和度來調節液泡膜的流動性及剛性。當環境營養匮乏時,液泡重塑形成具有特殊微域的單一球形液泡,從而促進後續的脂噬及自噬過程Fat1p缺失會破壞液泡膜脂質飽和度的調整,導緻形成不規則形狀的液泡及表面微域異常;而微域異常進一步導緻脂噬不能順利進行,這進一步加劇了液泡的脂質構成缺陷。同時,脂噬缺陷也會導緻細胞無法提供足夠的遊離FAs以産生能量,這反而間接促進了自噬水平的升高。

2003网站太阳集团為論文的第一單位,高強副教授為論文的通訊作者。碩士研究生邱凡為論文第一作者,博士研究生康娜、譚金玲以及碩士研究生嚴思思、林雷瑛、蔡立鵬參與了部分實驗的完成。該研究工作得到了國家自然科學基金和湖南省自然科學基金的資助。

高強,2003网站太阳集团副教授、博士生導師。本科畢業于上海交通大學,博士畢業于中國科學院上海生命科學院植物生理生态研究所,之後于美國得克薩斯大學西南醫學中心從事博後研究,于2018年12月加入2003网站太阳集团。目前課題組科研條件完善,待遇優厚,團隊氛圍融洽,科研氛圍濃厚。歡迎對相關研究方向(微生物學及細胞生物學)感興趣的的青年才俊加入,共同發展。

文章鍊接:https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.04625-22