4月9日，Cell Reports雜志以封面文章形式發(fā)表了中國(guó)科學(xué)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(biāo)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(yùn)動(dòng)并進(jìn)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(fù)合體，介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-脂滴的互作。
脂滴是細(xì)胞中儲(chǔ)存脂類和能量的一種重要細(xì)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(duì)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(jī)制也知之甚少。在多細(xì)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(biāo)記。但是DFCP1缺失不會(huì)引起自噬異常，其在細(xì)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(dǎo)脂滴生成后，DFCP1會(huì)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(xì)胞成像技術(shù)，發(fā)現(xiàn)DFCP1在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上標(biāo)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(yáng)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(dòng)并融合形成能夠繼續(xù)生長(zhǎng)的脂滴，進(jìn)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(biāo)記的新生脂滴結(jié)構(gòu)的可逆性以及融合和生長(zhǎng)。在成熟脂滴上，DFCP1還作為Rab18效應(yīng)因子，與Rab18-ZW10復(fù)合體相互作用介導(dǎo)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(biāo)記的新生脂滴結(jié)構(gòu)的融合、脂滴的生長(zhǎng)，以及由DFCP1介導(dǎo)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(xué)醫(yī)學(xué)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(dǎo)了這項(xiàng)研究。該課題獲得北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中科院戰(zhàn)略重點(diǎn)研究計(jì)劃、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計(jì)劃以及中國(guó)科學(xué)院大學(xué)教育基金會(huì)的臻溪生命科學(xué)基金的資助。
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