2024年8月21日，华南农业大学生命科学学院王浩教授团队在《Autophagy》(2023 IF:14.6) 上发表题为“Dual roles of AtNBR1 in regulating selective autophagy via liquid-liquid phase separation and recognition of non-ubiquitinated substrates in Arabidopsis”的研究论文，该研究揭示了植物中的NBR1在选择性自噬中的双重作用和在进化过程中其在植物与动物中的区别与联系。
自噬是真核生物中主要的物质降解代谢途径之一，参与调控植物生长、发育和衰老等过程。动物中的NBR1和p62/SQSTM1是进化保守的选择性自噬受体，在自噬底物的特异性选择和识别过程中起着关键作用。NBR1和p62都可识别和结合底物蛋白，通过其LC3相互作用区(LIR)与LC3相互作用，介导被降解底物包被至自噬体中。但是p62还具有聚合和发生液-液相分离的独特功能，以提高被降解底物的聚集和自噬降解效率。但是，植物中缺乏p62蛋白而仅存NBR1，是什么蛋白质发挥了类似动物p62液-液相分离的功能？该研究假设植物中的NBR1可能同时发挥了动物NBR1和p62的功能，并探索了它在植物生理过程中的生物学功能。
研究人员通过对植物NBR1的结构域进行了分析，并且与后生动物p62和NBR1进行了分析与比较，构建了不同功能结构域的突变，以研究AtNBR1与已知的非泛素化货物ROF1和Exo70E2的相互作用模式。通过荧光共定位、酵母双杂交、双荧光素酶标记和免疫共沉淀实验表明AtNBR1降解非泛素化底物需要ZZ和FW结构域的共同参与。此外，研究还发现，AtNBR1在ATG8介导的自噬体形成之前发生液-液相分离，且这一过程对拟南芥的高温胁迫耐受能力至关重要。该研究首次发现了拟南芥NBR1的相分离能力和发生过程，揭示了其与非泛素化底物相互作用模式和在植物自噬中的双重功能，即自噬底物识别和液-液相分离，进一步深化了我们对植物中NBR1介导自噬机制的理解，相较于动物的研究提供了全新的视角。该研究不仅为植物自噬机制提供了新知识，也为进一步研究植物自噬在高温胁迫中的调控机制和生物学功能奠定了基础。
AtNBR1介导非泛素化底物识别和液-液相分离过程中的分子作用机制以及它在植物高温耐受中生物学功能作用的工作模式示意图。
华南农业大学生命科学学院博士后闫河、本科生齐傲(现为西湖大学博士生)、硕士生卢镇和游政涛为本文的共同第一作者，本科生王子恒、唐海莹（现为临港实验室博士生）、李兴海（现为武汉病毒所硕士生）、许乔和赵利锋副教授参与了该研究工作，王浩教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委重大研究计划、面上项目、青年项目以及中国博士后科学基金的资助。
来源：华南农业大学
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