近日,，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王浩教授團(tuán)隊(duì)在期刊Autophagy(2023 IF:14.6) 上發(fā)表題為“Dual roles of AtNBR1 in regulating selective autophagy via liquid-liquid phase separation and recognition of non-ubiquitinated substrates in Arabidopsis”的研究論文,，該研究揭示了植物中的NBR1在選擇性自噬中的雙重作用和在進(jìn)化過(guò)程中其在植物與動(dòng)物中的區(qū)別與聯(lián)系,。

　　自噬是真核生物中主要的物質(zhì)降解代謝途徑之一,，參與調(diào)控植物生長(zhǎng)、發(fā)育和衰老等過(guò)程,。動(dòng)物中的NBR1和p62/SQSTM1是進(jìn)化保守的選擇性自噬受體,，在自噬底物的特異性選擇和識(shí)別過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。NBR1和p62都可識(shí)別和結(jié)合底物蛋白,，通過(guò)其LC3相互作用區(qū)(LIR)與LC3相互作用,，介導(dǎo)被降解底物包被至自噬體中。但是p62還具有聚合和發(fā)生液-液相分離的獨(dú)特功能,，以提高被降解底物的聚集和自噬降解效率,。但是，植物中缺乏p62蛋白而僅存NBR1,，是什么蛋白質(zhì)發(fā)揮了類(lèi)似動(dòng)物p62液-液相分離的功能,？該研究假設(shè)植物中的NBR1可能同時(shí)發(fā)揮了動(dòng)物NBR1和p62的功能，并探索了它在植物生理過(guò)程中的生物學(xué)功能,。

　　研究人員通過(guò)對(duì)植物NBR1的結(jié)構(gòu)域進(jìn)行了分析,，并且與后生動(dòng)物p62和NBR1進(jìn)行了分析與比較，構(gòu)建了不同功能結(jié)構(gòu)域的突變,，以研究AtNBR1與已知的非泛素化貨物ROF1和Exo70E2的相互作用模式,。通過(guò)熒光共定位、酵母雙雜交、雙熒光素酶標(biāo)記和免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)表明AtNBR1降解非泛素化底物需要ZZ和FW結(jié)構(gòu)域的共同參與,。此外,，研究還發(fā)現(xiàn)，AtNBR1在ATG8介導(dǎo)的自噬體形成之前發(fā)生液-液相分離,，且這一過(guò)程對(duì)擬南芥的高溫脅迫耐受能力至關(guān)重要,。該研究首次發(fā)現(xiàn)了擬南芥NBR1的相分離能力和發(fā)生過(guò)程，揭示了其與非泛素化底物相互作用模式和在植物自噬中的雙重功能,，即自噬底物識(shí)別和液-液相分離,，進(jìn)一步深化了我們對(duì)植物中NBR1介導(dǎo)自噬機(jī)制的理解，相較于動(dòng)物的研究提供了全新的視角,。該研究不僅為植物自噬機(jī)制提供了新知識(shí)，也為進(jìn)一步研究植物自噬在高溫脅迫中的調(diào)控機(jī)制和生物學(xué)功能奠定了基礎(chǔ),。

AtNBR1介導(dǎo)非泛素化底物識(shí)別和液-液相分離過(guò)程中的分子作用機(jī)制以及它在植物高溫耐受中生物學(xué)功能作用的工作模式示意圖

　　華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士后閆河,、本科生齊傲(現(xiàn)為西湖大學(xué)博士生)、碩士生盧鎮(zhèn)和游政濤為本文的共同第一作者,，本科生王子恒,、唐海瑩（現(xiàn)為臨港實(shí)驗(yàn)室博士生）,、李興海（現(xiàn)為武漢病毒所碩士生）,、許喬和趙利鋒副教授參與了該研究工作，王浩教授為通訊作者,。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委重大研究計(jì)劃,、面上項(xiàng)目、青年項(xiàng)目以及中國(guó)博士后科學(xué)基金的資助,。

  論文相關(guān)信息：http://dx.doi.org/10.1080/15548627.2024.2391725

文圖/生命科學(xué)學(xué)院