細胞自噬（巨自噬）是一種重要的細胞生物學過程，通過吞噬和降解細胞内老化、受損或異常的細胞器和蛋白質來使細胞得到更新和修複，在維持細胞穩态、營養代謝和細胞器質量控制等過程中起着關鍵作用。目前細胞自噬可以分為自噬體的生成、自噬體與溶酶體融合、自噬體成分循環、底物降解及自噬性溶酶體再生等多個階段。

ULK激酶複合體作為自噬起始階段關鍵的激酶複合體，大量研究表明其通過磷酸化下遊底物（例如PI3KC3複合體中的亞基）來啟動自噬體的生成。但是目前尚不清楚ULK的激酶活性是否也在自噬的後期發揮調控作用。

2023年6月30日，華中科技大學88858cc永利官网榮嶽光課題組在Journal of Cell Biology期刊上發表了文章“ULK phosphorylation of STX17 controls autophagosome maturation via FLNA”。該研究首次證明ULK通過特異性磷酸化STX17調控其轉位到自噬體，進而調控自噬體-溶酶體的融合。此外，微絲結合蛋白FLNA通過與磷酸化的STX17相互作用介導STX17向自噬體的轉位，且該功能不依賴FLNA的微絲結合功能（圖1）。該研究揭示了自噬早期的關鍵激酶ULK在自噬後期的新功能。

為了探究ULK的激酶活性是否參與自噬體與溶酶體融合的過程，該團隊首先研究了ULK是否能夠磷酸化介導自噬體-溶酶體融合的SNARE複合體(STX17-SNAP29-VAMP8)。研究發現ULK能特異性改變STX17而不是SNAP29和VAMP8的電泳遷移率。體内和體外的磷酸化以及去磷酸化實驗證明STX17電泳遷移率的改變是由ULK對其磷酸化導緻。這些結果提示ULK的激酶活性可能調控自噬體與溶酶體的融合。

随後該團隊通過質譜鑒定了STX17上9個被ULK磷酸化的位點。進一步研究顯示STX17 S289位點的去磷酸化顯著抑制了STX17在自噬體上的定位，而STX17 S289位點的磷酸化能促進其在自噬體上的定位。這一結果說明STX17 S289位點的磷酸化狀态影響了STX17在自噬體上的定位。為了對該位點的磷酸化進行深入研究，該團隊制備了特異性識别STX17 pS289的抗體。利用該抗體研究發現，EBSS饑餓會促進STX17 S289位點的磷酸化，并且STX17 pS289特異性地定位于成熟自噬體，而不是内質網和線粒體。此外，體外磷酸化實驗結果顯示ULK能夠直接磷酸化STX17 S289位點。并且ULK對STX17 S289位點的磷酸化不依賴于自噬體的形成，但自噬體的生成會促進STX17 S289位點的磷酸化。另外，自噬流和RFP-GFP-LC3實驗結果顯示STX17在S289位點的去磷酸化可以顯著抑制自噬活性。

該團隊還通過質譜鑒定了STX17的相互作用蛋白FLNA。在缺失FLNA的細胞中，STX17不能轉位到自噬體上。進一步研究FLNA調控STX17轉位到自噬體的機制，發現FLNA通過3個LIR基序與自噬體上的ATG8相互作用被招募到自噬體外膜。進而自噬體外膜上的FLNA與STX17pS289相互作用促進了STX17轉位到自噬體。以上結果說明FLNA很可能作為STX17與ATG8之間的連接蛋白，介導STX17轉位到自噬體上。FLNA的突變與腦室周圍結節性異位和額颌骨發育不良等疾病密切相關。該團隊發現有些突變位于FLNA與ATG8或STX17結合的區域，這些突變破壞了FLNA與ATG8或STX17的相互作用，并且抑制了STX17轉位到自噬體以及随後的自噬體-溶酶體融合。

綜上所述，該團隊不僅揭示了ULK的激酶活性在自噬體成熟過程中的作用，擴展了FLNA不依賴微絲的新功能，而且提示細胞自噬可能與腦室周圍結節性異位和額颌骨發育不良等疾病的某些病理表現相關。

華中科技大學88858cc永利官网博士研究生王玉芬為該論文的第一作者，榮嶽光教授為該論文的通訊作者。

原文鍊接：https://doi.org/10.1083/jcb.202211025