AGEF-1在線蟲胞吞作用中的功能研究.pdf

1、胞吞作用是一種囊泡介導(dǎo)的生物途徑。細(xì)胞無論是從外界環(huán)境中吸收營養(yǎng)物質(zhì)還是更新膜脂膜蛋白,都要依賴于胞吞作用。雖然已經(jīng)明確了很多蛋白,例如RabGTP酶,在胞吞作用中起到了至關(guān)重要的作用,但是對于胞吞作用調(diào)控的詳細(xì)機制研究的并不透徹。大部分研究都集中在胞吞的早期進(jìn)程,對于胞吞的晚期進(jìn)程,尤其是溶酶體相關(guān)進(jìn)程還鮮有研究。溶酶體命運的研究不僅對揭示溶酶體相關(guān)動力學(xué)的調(diào)控機制,更對揭示胞吞作用的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)具有非常重要的意義。本文利用模式生物秀麗隱

2、桿線蟲(Caenorhabditiselegans)對受體介導(dǎo)胞吞作用中的重要調(diào)控蛋白AGEF-1的作用機制做了進(jìn)一步研究,克服了AGEF-1缺失后線蟲表現(xiàn)為胚胎致死以及發(fā)育停滯不能用于深入研究的難題,利用胚胎后RNAi的方法,在腔胞胞吞作用研究模型中深入研究了AGEF-1對胞吞途徑的影響,揭示了AGEF-1在胞吞途徑中的新作用。
　　在線蟲中AGEF-1調(diào)控卵母細(xì)胞對卵黃蛋白的吸收并通過其GEF活性,調(diào)控ARF-1/3的活性,影

3、響卵母細(xì)胞發(fā)育過程中caveolin-1的形成。但迄今為止,AGEF-1的亞細(xì)胞定位以及調(diào)控胞吞作用的詳細(xì)機制并不清楚。我們應(yīng)用含有大量標(biāo)記的腔胞胞吞作用研究模型,發(fā)現(xiàn)AGEF-1的缺失不僅嚴(yán)重影響腔胞對肌肉細(xì)胞分泌到假體腔中的可溶性蛋白GFP的吸收,而且腔胞中溶酶體的體積明顯增大。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),溶酶體的酸性環(huán)境并未改變,水溶性物質(zhì)胞吞后運輸至溶酶體的途徑正常,溶酶體的降解功能依然存在,揭示了AGEF-1調(diào)控溶酶體的分離/融合過程,但

4、并不調(diào)控溶酶體的功能。
　　基因上位分析表明,AGEF-1處于ARL-8蛋白的上游調(diào)控內(nèi)吞的早期過程,又處于ARL-8的下游調(diào)控物質(zhì)向溶酶體的運輸以及溶酶體的融合/分離過程。細(xì)胞亞定位結(jié)果顯示AGEF-1定位于溶酶體膜上,表明AGEF-1直接調(diào)控著溶酶體相關(guān)動力學(xué)。對內(nèi)吞作用早期步驟標(biāo)記的研究發(fā)現(xiàn)AGEF-1在質(zhì)膜附近調(diào)控Clathrin的分布直接調(diào)控腔胞對液相物質(zhì)的內(nèi)吞。并通過蛋白過表達(dá)以及分段蛋白過表達(dá)進(jìn)一步證明了AGEF-1

5、通過結(jié)合不同的蛋白或者蛋白復(fù)合物調(diào)控腔胞內(nèi)吞液相物質(zhì)的能力以及腔胞溶酶體形態(tài)兩個獨立事件,且AGEF-1并不依賴ARF-1/3活性調(diào)控溶酶體的形態(tài)。
　　總而言之,本論文發(fā)現(xiàn)了調(diào)控溶酶體融合/分離動力學(xué)過程的第一個GTP酶調(diào)控因子,對進(jìn)一步全面深入了解溶酶體相關(guān)調(diào)控的詳細(xì)機制以及胞吞作用的整合調(diào)控網(wǎng)絡(luò)具有重要的推動作用。此外AGEF-1在其他組織器官中的功能研究發(fā)現(xiàn),AGEF-1在神經(jīng)系統(tǒng)中通過調(diào)節(jié)Clathrin的分布調(diào)控神經(jīng)系