植物自噬体形成的分子机制研究

项目名称： 植物自噬体形成的分子机制研究

项目编号： No.31470294

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 生物科学

项目作者： 姜里文

作者单位： 香港中文大学深圳研究院

项目金额： 80万元

中文摘要： 在真核细胞中，细胞自噬是将细胞物质吞噬到自噬体降解的保守代谢过程。在酵母和动物细胞中，研究已发现一系列自噬体相关基因（ATG）蛋白参与调控自噬体的形成。而植物自噬体形成的分子机制研究尚处于初步阶段。我们前期研究以拟南芥BAR结构域蛋白SH3P2为标记蛋白，首次揭示了植物细胞中自噬体形成的动态过程。进一步的研究表明SH3P2通过与磷酸肌醇3激酶复合体（PI3K）及自噬蛋白ATG8结合影响植物细胞自噬体的形成及个体生长发育。然而，其具体的细胞分子机制尚不清楚。本项目将进行以下三方面研究：（1）采用免疫荧光、免疫电镜等技术，研究植物自噬体的膜结构来源。（2）通过免疫沉淀、质谱等技术，筛选出植物PI3K-SH3P2蛋白复合体的蛋白组分。（3）综合遗传及各种生化等手段，研究PI3K-SH3P2蛋白复合体各组分在调控植物自噬体形成中的功能。最终，阐明植物自噬作用及自噬体形成的分子机理。

中文关键词： 自噬体；植物自噬作用；免疫电镜；细胞器

英文摘要： Little is known about the molecular mechanisms of autophagosome formation in plants. Through studying a plant unique BAR domain protein termed SH3P2, we have recently for the first time illustrated the dynamics and ultrastructures of autophagosome formation in Arabidopsis. Further biochemical and genetic studies demonstrated that SH3P2 is a novel regulator of autophagy and autophagosome formation in Arabidopsis thaliana (Zhuang et al., 2013 Plant Cell 25:4596-4615; Zhuang and Jiang 2014, Autophagy 10:4,1-2). Here we propose to study the molecular mechanisms of autophagosome formation in plants. We hypothesize that SH3P2-PI3K complex plays important roles in regulating autophagosome formation in plants. In this study, we will first characterize the multiple membrane origins of plant autophagosome formation. We will also identify and characterize plant-specific SH3P2-PI3K complex components. We will then use transgenic plants to study the function of SH3P2-PI3K complex in regulating autophagosome biogenesis in plants.

英文关键词： Autophagosome;Plant autophagy;TEM;Plant organelle