研究揭示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位蛋白DFCP1調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-脂滴互作機制

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來源：生物物理所

2019-04-11

脂滴是細胞中儲存脂類和能量的一種重要細胞器。前期研究發(fā)現(xiàn)脂滴從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上形成，首先在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)磷脂雙分子層之間合成并累積大量中性脂，形成眼睛樣結(jié)構(gòu)……

4月9日，Cell Reports雜志以封面文章形式發(fā)表了中國科學院生物物理研究所張宏組和李棟組合作的研究論文“The ER-Localized Protein DFCP1 Modulates ER-Lipid Droplet Contact Formation”。該文利用超高分辨率GI-SIM成像技術(shù)揭示了脂滴形成過程中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位蛋白DFCP1可以標記新生的脂滴結(jié)構(gòu)上，這些結(jié)構(gòu)沿內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運動并進一步融合形成成熟的脂滴。DFCP1是Rab18的效應(yīng)因子，位于成熟脂滴上的DFCP1與Rab18-ZW10形成復合體，介導內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-脂滴的互作。

脂滴是細胞中儲存脂類和能量的一種重要細胞器。前期研究發(fā)現(xiàn)脂滴從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上形成，首先在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)磷脂雙分子層之間合成并累積大量中性脂，形成眼睛樣結(jié)構(gòu)，后不斷累積最終從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上分離形成脂滴。但人們對脂滴形成的早期過程尚不清楚，而脂滴與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間的互作機制也知之甚少。在多細胞生物自噬小體形成過程中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位蛋白DFCP1遷移到位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的自噬前體結(jié)構(gòu)歐米伽小體上，并作為歐米伽小體的標記。但是DFCP1缺失不會引起自噬異常，其在細胞中功能之謎仍未解開。張宏課題組研究發(fā)現(xiàn)在油酸誘導脂滴生成后，DFCP1會定位在脂滴的表面。利用李棟課題組新開發(fā)的超高分辨活細胞成像技術(shù)，發(fā)現(xiàn)DFCP1在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上標記新生脂滴結(jié)構(gòu)，并且這種結(jié)構(gòu)的形成依賴于甘油三酯的合成。這些DFCP1陽性結(jié)構(gòu)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上是可逆的，并且在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上移動并融合形成能夠繼續(xù)生長的脂滴，進一步變大，生成成熟脂滴。編碼人類Berardinelli-Seip先天性脂肪代謝障礙II癥的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)跨膜蛋白BSCL2，參與調(diào)控DFCP1標記的新生脂滴結(jié)構(gòu)的可逆性以及融合和生長。在成熟脂滴上，DFCP1還作為Rab18效應(yīng)因子，與Rab18-ZW10復合體相互作用介導內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-脂滴互作的形成，從而調(diào)節(jié)脂滴的大小。該研究揭示了脂滴形成的早期過程，包括DFCP1標記的新生脂滴結(jié)構(gòu)的融合、脂滴的生長，以及由DFCP1介導的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-脂滴的互作。

該工作由生物物理所張宏課題組和李棟課題組合作完成。張宏和李棟為論文的通訊作者，張宏課題組博士研究生李東方和麻省大學醫(yī)學院趙燕為論文的第一作者，生物物理所研究員劉平生也參與指導了這項研究。該課題獲得北京市科學技術(shù)委員會、國家自然科學基金委員會、中科院戰(zhàn)略重點研究計劃、中科院前沿科學重點研究計劃以及中國科學院大學教育基金會的臻溪生命科學基金的資助。

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