2025年2月11日,浙江大学易聪、邹炜、广州医科大学冯杜、国科大杭州高等研究院黄云鹏、天津大学梅坤荣共同通讯在Nature Cell Biology(IF=17.3)在线发表题为“Rpl12 is a conserved ribophagy receptor”的研究论文,该研究发现Rpl12是一种保守的核糖体自噬受体。
在这里,研究人员证明了Rpl12,一种核糖体大亚基蛋白,在多种生物中作为保守的核糖体自噬受体发挥作用。Rpl12-at G8结合的破坏导致核糖体蛋白和rRNA的大量积累,而Atg1介导的Rpl12磷酸化增强了其与Atg11的结合,从而在饥饿时触发了核糖体自噬。核糖体自噬缺陷加速了由饥饿和病原体感染诱导的细胞死亡,导致秀丽隐杆线虫和黑腹果蝇的生长和发育受损以及寿命缩短。此外,核糖体自噬缺陷导致与衰老相关的运动障碍,而RPL12的过表达显著改善了果蝇模型中由饥饿、衰老和Aβ积累诱导的运动缺陷。该发现表明,Rpl12作为一种保守的核糖体自噬受体,对核糖体代谢和细胞稳态至关重要。
核糖体更新是一个非常重要的细胞过程,允许快速适应环境变化,以最有效的方式生存。在营养丰富期间,核糖体合成增加,使许多蛋白质能够翻译,以支持细胞生长和增殖。相反,营养缺乏抑制蛋白质翻译,导致核糖体降解,并随后利用产生的氨基酸和核苷酸合成必需的蛋白质和RNA,这对细胞生存至关重要。在这个过程中,自噬在核糖体翻转中起着关键作用。在酿酒酵母中,已经发现泛素蛋白酶Ubp3p/Bre5p及其伴侣Cdc48和Ufd3是氮饥饿条件下60S核糖体亚单位而非40S核糖体亚单位选择性自噬所特别需要的。然而,酵母中核糖体自噬的受体仍未确定。
在哺乳动物中,NUFIP1已被鉴定为饥饿诱导的核糖体自噬的核糖体自噬受体。在氨基酸饥饿期间,NUFIP1通过与LC3B以及核糖体结合,从细胞核转移到自噬体。NUFIP1–LC3B结合缺陷损害核糖体蛋白和rRNAs5的降解。然而,最近的一份报告显示,在谷氨酰胺缺乏的条件下,NUFIP1参与小鼠癌症相关成纤维细胞(mCAF)中rRNA的降解,而不是核糖体蛋白的降解,这表明其他核糖体自噬受体可能参与核糖体的更新。
RPL12作为介导核糖体更新的核糖体自噬受体的模型(图源自Nature Cell Biology)
在这项研究中,研究人员发现了Rpl12在核糖体自噬中的关键作用。Rpl12通过结合Atg8s促进自噬体掺入和核糖体降解。进一步的研究表明,Rpl12介导的核糖体自噬是各种生理过程所必需的。该发现证明Rpl12是一种保守的核糖体自噬受体,是核糖体更新和维持细胞稳态所必需的。
参考消息:
https://www.nature.com/articles/s41556-024-01598-2#Sec61