自噬是真核细胞的高通量降解通路，参与细胞与机体的稳态维持。自噬异常与癌症、神经退行性病变等重大疾病相关。在植物中，自噬异常可造成育性与抗病抗逆性下降，而过表达自噬基因可提高植物耐盐性。自噬的核心是双层膜自噬体的从头生成，以及组装完成包含货物的自噬体与液泡/溶酶体的融合。这两个过程都受到磷脂信号分子，磷脂酰肌醇3-磷酸(PtdIns3P， PI3P)的调控。PI3P的生成与水解分别由PI3KC3/VPS34和Myotubularin (MTM)催化。MTM的突变与多种神经肌肉疾病相关，但由于人类MTM家族成员众多，至今未能厘清它们在自噬体生成早期和晚期的精细定位、功能与调控。另一方面，迫切需要找到功能特异的自噬负调控子，为作物基因编辑育种做准备。

近日，6165cc金沙总站龚清秋课题组在生物学主流期刊Autophagy (影响因子14.6)上在线发表题为Myotubularin 2 interacts with SEC23A and negatively regulates autophagy at ER exit sites in Arabidopsis的研究论文。

该研究首先体内与体外证实了拟南芥MTM2的PI3P结合与磷酸酶活性，随后发现MTM2与PI3KC3共定位，且MTM2过量表达阻断自噬流，导致PI3P下游自噬核心机制蛋白的异常积累。作者获得了MTM2的敲除突变体，证实其具有更高的自噬水平与自噬依赖的生长优势，而过量表达MTM2造成自噬抑制。

图1. MTM2敲除显著提高自噬

有趣的是，MTM2不参与PI3P调控的任何其他胞内运输过程，其仅定位于内质网出口(ERES)，特异结合COPII组分SEC23A，抑制COPII介导的蛋白分泌。

图2. MTM2通过磷酸酶结构域与COPII组分SEC23A相互作用

作者还发现，MTM2自身的转录与蛋白水平受到盐胁迫诱导，其时间轴与已知盐胁迫诱导的自噬流回到基线的时间轴一致，暗示植物的确通过诱导MTM2表达来负调控自噬体生成。自噬与蛋白分泌都提高的mtm2具有与盐生植物小盐芥Thellungiella salsuginea相似的耐盐性，反映在其对Na⁺的液泡区室化、叶绿体完整性的维持以及自噬基因表达的调控。

图3. MTM2抑制COPII功能与自噬体生成的模式图

综上，该研究揭示了自噬体生成过程中PI3P降解的重要性与机制，建立了自噬体生成与COPII的直接联系，也为耐盐作物基因编辑育种提供了可靠的基因资源。

6165cc金沙总站博士生李鑫靖为第一作者，龚清秋为论文通讯作者。上海科技大学白芳课题组和6165cc金沙总站基础医学院钟清课题组为该研究提供了大力支持。龚清秋课题组的工作受到国家自然科学基金重大研究计划集成项目(92354302)、培育项目(91954102)、面上项目(32270726、31871355)的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1080/15548627.2024.2394302