Autofagia



Informacje, które udało nam się zgromadzić na temat Autofagia, zostały starannie sprawdzone i uporządkowane, aby były jak najbardziej przydatne. Prawdopodobnie trafiłeś tutaj, aby dowiedzieć się więcej na temat Autofagia. W Internecie łatwo zgubić się w gąszczu stron, które mówią o Autofagia, a jednocześnie nie podają tego, co chcemy wiedzieć o Autofagia. Mamy nadzieję, że dasz nam znać w komentarzach, czy podoba Ci się to, co przeczytałeś o Autofagia poniżej. Jeśli informacje o Autofagia, które podajemy, nie są tym, czego szukałeś, daj nam znać, abyśmy mogli codziennie ulepszać tę stronę.

.

Autophagy (The grecki αυτο  : „ja” i φαγειν „je” ) autolizy lub autophagocytosis jest fizjologiczny mechanizm wewnątrzkomórkowy, ochrony oraz recyklingu elementów komórkowych: niepożądane lub uszkodzonych organelli, patogen wprowadza się do komórki nieprawidłowo sfałdowane białka ... są w ten sposób gromadzone i transportowane do lizosomów w celu ich degradacji. Część cytoplazmy jest więc regenerowana przez własne lizosomy . Mechanizm ten jest również źródłem energii i aminokwasów w stresujących warunkach dla komórki, takich jak niedotlenienie , brak składników odżywczych czy narażenie na leczenie farmakologiczne.

Termin autofagia obejmuje kilka lizosomalnych szlaków degradacji składników komórkowych. Trasy te różnią się przede wszystkim miejscem sekwestracji „ładunku” oraz rodzajem i wielkością zaangażowanego „ładunku”. Są to w szczególności mikroautofagia, autofagia realizowana przez białka opiekuńcze oraz makroautofagia (forma główna).
Makroautofagia, potocznie zwana autofagią, polega na wychwytywaniu w podwójnej błonie lipidowej (zwanej „autofagosomem”) białek lub związków komórkowych, a następnie degradacji tych związków po fuzji z lizosomem. Jest to jedyny sposób, który może masowo degradować makrocząsteczki i organelle. Jest to alternatywna droga degradacji do proteasomu . Umożliwiając odnowę uszkodzonych składników cytoplazmatycznych, mechanizm ten jest niezbędny dla homeostazy komórek, a czasami także dla zapobiegania apoptozie .

Histolysis (grecki ἱστος sens „płótno”) jest taki sam proces, ale interweniując w metamorfozy , to jest pomocne dla organizmu (np płazy ). Histoliza występuje również podczas rozwoju embrionalnego.

Dysfunkcja autofagii jest źródłem poważnych chorób ( neurodegeneracja , nowotwory itp.).

Yoshinori Ohsumi zdobył Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 2016 roku za odkrycie biologicznych markerów autofagii.

Historyczny

Proces regeneracji komórek odkrył Belg Christian de Duve w 1963 roku. To on jako pierwszy użył terminu autofagia. Otrzymał Nagrodę Nobla w 1974 roku.

Trzydzieści lat później Yoshinori Ohsumi , dzięki swoim eksperymentom na drożdżach piekarskich , pokazuje, że te same mechanizmy można zaobserwować w ludzkim organizmie i że mogą one w przypadku dysfunkcji wywołać pewne choroby, takie jak rak , choroba Parkinsona , cukrzyca oraz niektóre choroby genetyczne i neurologiczne .

Ohsumi opracował szczepy drożdży, którym brakowało kluczowych enzymów , które uważano za odgrywające rolę w autofagii, mając nadzieję zobaczyć, co dzieje się z komórkami, gdy proces nie działa tak, jak powinien. Głodując drożdże, naukowcy odkryli, że w komórkach rozwinęły się niezwykle duże wakuole , wysypiska komórek, które zbierają materiał do recyklingu.

W kluczowym artykule opublikowanym w FEBS Letters w 1993 roku Ohsumi i jej zespół zidentyfikowali 15 podstawowych genów zaangażowanych w ten proces.

Od tego czasu Ohsumi i inni wykazali, że autofagia odgrywa kluczową rolę w rozwoju zarodka , różnicowaniu komórek i układzie odpornościowym . Niepowodzenie autofagii może prowadzić do wielu różnych chorób, w tym raka , cukrzycy i choroby Huntingtona . Zdrowy system autofagii wiąże się z długowiecznością , a wadliwy system może przyspieszać objawy starzenia .

Odkrycie genów Atg ( genów związanych z autofagią ) w połowie lat 90. u drożdży było ważne nie tylko dla molekularnej analizy makroautofagii, ale także dla zrozumienia jej znaczenia w fizjologii i patofizjologii . Istnieje ponad trzydzieści genów Atg, z których ponad połowa jest zaangażowana w autofagię. Te geny są obecne zarówno w komórkach drożdży, jak i ssaków .

Tryb pracy

Pięć etapów autofagii to inicjacja, zarodkowanie, ekspansja, dojrzewanie, a następnie degradacja.

Na poziomie komórkowym makroautofagia, główna forma, zaczyna się od wytworzenia w komórce podwójnej błony fosfolipidowej, zwanej fagoforem , która wydłuża się, sekwestruje składniki cytoplazmy, zanim zamyka się w sobie. Utworzony w ten sposób autofagosom połączy się następnie z lizosomem w celu degradacji wychwyconych związków. W tworzeniu autofagosomu prawdopodobnie uczestniczyłoby kilka przedziałów komórkowych ( retikulum endoplazmatyczne , aparat Golgiego i sieć trans aparatu Golgiego tworzące system endomembranowy ) oraz błona plazmatyczna .
Do jego biogenezy potrzeba około piętnastu białek Atg.

Mechanizm molekularny

Przebieg procesu autofagicznego opiera się zasadniczo na dwóch systemach koniugacji analogicznych do systemów ubikwitynacji białek:

  • pierwszy koniugat, utworzony z białek Atg5-Atg12, umożliwia rekrutację drugiego kompleksu na powstającym autofagosomie, a następnie jest zawracany do cytozolu.
  • drugi koniugat powstaje w wyniku koniugacji białka Atg8 (MAP-LC3 u ssaków) z fosfatydyloetanoloaminą (PE) i jest wbudowywany w błonę pre-autofagosomu. LC3 istnieje zatem w postaci cytozolowej (LC3- I ) lub związanej z fagosomem (LC3- II = Atg8-PE). LC3- II może pełnić funkcję strukturalną umożliwiając wydłużanie i tworzenie dojrzałego autofagosomu i stanowi marker komórkowy do identyfikacji autofagosomów.

Selektywna autofagia składników komórkowych prowadzona jest przy użyciu białek cargo, w szczególności SQSTM1/p62. p62 wiąże się z białkami i ubikwitynowanymi związkami oraz wiąże/sekwestruje je z błoną fagoforu poprzez wiązanie z LC3-II. p62 ulega degradacji po połączeniu autofagosomu z lizosomem, co czyni go dobrym markerem do oceny autofagicznej aktywności komórki.

Cyngiel

Autofagia może być stymulowana w stresujących warunkach , takich jak niedobór składników odżywczych, brak czynników wzrostu lub niedotlenienie . Ssaki cel białka rapamycyny ( mTOR) odgrywa kluczową rolę w integracji tych sygnałów i regulacji autofagii. Po aktywacji mTor hamuje szlak autofagii, ale jego inaktywacja (na przykład w wyniku niedoboru składników odżywczych) umożliwia zniesienie hamowania, a tym samym rozpoczęcie autofagii. Enzym ten jest celem rapamycyny (leku konwencjonalnie stosowanego do wywoływania autofagii). Inny szlak wyzwalający autofagię obejmuje kompleks Atg6 (zwany także Beclin 1 )/kinaza PI3 klasy III . Kompleks ten uczestniczy w indukcji autofagii, w zakrzywianiu pre-autofagosomu i tworzeniu autofagosomu.

Role fizjologiczne

Autofagia odgrywa ważną rolę w:

  • utrzymanie homeostazy , ponieważ ten szlak kataboliczny umożliwia eliminację i ciągłą wymianę białek i niefunkcjonalnych organelli;
  • adaptacja i przeżycie komórek poddanych stresowi;
  • wrodzonej odporności przez komórki, ponieważ umożliwia bezpośrednie usunięcie wewnątrzkomórkowe patogeny, takie jak wirusy hakerów (znane jako „  virophagie  ”); autofagia jest związana z prezentacją antygenów bakteryjnych lub wirusowych, zdolnością komórek odpornościowych i pomaga hamować nadmierne reakcje zapalne
  • odporności adaptacyjnej ponieważ degradacja białka w autofagią generuje peptydy, które są następnie prezentowane na głównego kompleksu zgodności tkankowej (MHC)  ;
  • starzenie się komórek. W rzeczywistości autofagia mitochondriów , zwana mitofagią , umożliwia recykling dysfunkcyjnych mitochondriów, co w szczególności generuje stres oksydacyjny powodujący uszkodzenie komórki. W ten sposób pełni rolę ochronną przed starzeniem się komórek.
  • funkcjonowanie neuronów . Ponieważ mitochondria są szczególnie aktywne w tych komórkach, ich odnowa odgrywa istotną rolę w zapobieganiu nadmiernemu stresowi oksydacyjnemu i degeneracji.

Rola przeciwko wirusom

Wirus jest zmuszony do powielania się materiału komórkowego. Autofagia (wirofagia) jest jednym z głównych mechanizmów obronnych organizmu (jednokomórkowego lub wielokomórkowego) przed wirusami.

Jednak niektóre wirusy, podczas ewolucji lub koewolucji z gospodarzem, wykształciły mechanizmy obchodzenia odporności, w tym poprzez hamowanie procesu autofagicznego lub ucieczkę przed nim.

Niektóre wirusy ( na przykład koronawirus ) wykorzystują nawet całość lub część mechanizmu autofagii do ich replikacji. W takim przypadku autofagia mogłaby stać się być może jednym z celów nowych interwencji terapeutycznych, jak proponują Didac Carmona-Gutierrez i in. (2020) w ramach walki narkotykowej z SARS-CoV-2 odpowiedzialnym za pandemię Covid-19 .

Rola w raku

Identyfikacja cząsteczek zaangażowanych w kontrolę i wykonywanie autofagii ujawniła ścisły związek między autofagią a progresją nowotworu . Komórki rakowe na ogół miały niższą zdolność autofagiczną niż normalne komórki. Przeciwnowotworową rolę autofagii sugeruje jej udział w redukcji niestabilności chromosomowej , proliferacji i zapalenia komórek nowotworowych. Autofagia może być również mechanizmem pronowotworowym, umożliwiając przeżycie komórek nowotworowych narażonych na zmiany w ich mikrośrodowisku (niedotlenienie, niedobory żywieniowe itp.). Proces autofagiczny jest indukowany w odpowiedzi na różne terapie przeciwnowotworowe. Ta odpowiedź może okazać się mechanizmem umożliwiającym przeżycie komórek lub promującym i wzmacniającym śmierć indukowaną przez te terapie.

Badanie opublikowane w 2018 roku pokazuje, że okresowy post może chronić normalne komórki przed toksycznością czynników nowotworowych , zmniejszając skutki uboczne u pacjentów i zwiększając niepożądane skutki chemioterapii , radioterapii i terapii skoncentrowanej na komórkach nowotworowych.

Rola przeciwko chorobom neurodegeneracyjnym

Cechą wspólną wielu chorób neurodegeneracyjnych jest akumulacja zmutowanych lub toksycznych białek i ich agregacja w cytoplazmie. Choroby te określa się jako „  proteinopathies  ” i obejmują choroby Huntingtona , tym choroba Alzheimera , w chorobie Parkinsona lub choroby Machado-Josepha (SCA-3). Te nieprawidłowe agregaty białkowe mogą powstawać, na przykład, w wyniku zmniejszonej aktywności proteasomu . Ich obecność prowadzi do nasilenia tej indukowanej autofagii, która we wczesnych stadiach choroby jest wystarczająco skuteczna, aby zapewnić ich eliminację. Jednak na bardziej zaawansowanym etapie indukowana autofagia nie jest już wystarczająca i w komórkach tworzą się wtrącenia białkowe; stymulacja autofagii (przez środek farmakologiczny) może okazać się skuteczna w eliminacji tych wtrąceń, a tym samym w walce z neurodegeneracją. Badano również początkowe zaburzenia szlaku autofagicznego, na przykład w przypadku choroby Machado-Josepha, wykazując niewystarczający poziom bekliny białkowej 1 .


Uwagi i referencje

  1. (w) NY Lin, C. Beyer, A Gießl i in. , “  Autofagia reguluje niszczenie stawów za pośrednictwem TNFα w doświadczalnym zapaleniu stawów  ” , Ann. Katar. Mówić. ,( PMID  22975756 , DOI  10.1136/annrheumdis-2012-201671 , czytaj online ).
  2. (w) Michael N. Moore , J. Icarus Allen i Paul J. Somerfield , „  Autofagia: rola w przetrwaniu stresu środowiskowego  ” , Marine Environmental Research , tom.  62,, S420 – S425 ( DOI  10.1016 / j.marenvres.2006.04.055 , czytanie online , dostęp 13 stycznia 2020 )
  3. (w) Noboru Mizushima , Akitsugu Yamamoto , Makoto Matsui i Tamotsu Yoshimori , „  Analiza in vivo autofagii w odpowiedzi na głód składników odżywczych przy użyciu transgenicznych myszy wyrażających fluorescencyjny marker autofagosomu  ” , Biologia molekularna komórki , tom.  15 N O  3,, s.  1101-1111 ( ISSN  1059-1524 i 1939-4586 , PMID  14699058 , PMCID  PMC363084 , DOI  10.1091 / mbc.e03-09-0704 , odczyt online , dostęp 13 stycznia 2020 r. )
  4. (w) Sahar Abo Elfadl , Autofagia; Ostatnie postępy w zdrowiu i chorobie  ” , Journal of Medical Histology , tom.  2 n o  1,, s.  1-10 ( ISSN  2536-930X , DOI  10.21608 / jmh.2018.5225.1040 , czytaj online , dostęp 25 marca 2020 )
  5. (w) J Lee, S i J Giordano Zhang, „  Autofagia, mitochondria i stres oksydacyjny: przesłuch i sygnalizacja redoks  ” , Biochem. J. , tom.  441, N O  2, s.  523-540 ( PMID  22187934 , PMCID  3258656 , DOI  10.1042/BJ20111451 , czytaj online ).
  6. (pl) Mizushima N, Ohsumi Y, Yoshimori T, tworzenie autofagosomów w komórkach ssaków  " ,( PMID  12576635 ) ,s.  421–429.
  7. DL Stocum , „Regeneracja płazów i komórki macierzyste”, w Regeneration: Stem Cells and Beyond , tom.  280, Springer Berlin Heidelberg,( ISBN  978-3-642-62321-9 , DOI  10.1007 / 978-3-642-18846-6_1 , czytaj online ) , s.  1-70
  8. (w) FJ Edwards , „  Rozwój i histoliza mięśni lotu pośredniego w Dysdercus intermedius  ” , Journal of Insect Physiology , tom.  15 N O  9,, s.  1591-1599 ( DOI  10.1016 / 0022-1910 (69) 90179-6 , przeczytane online , dostęp 13 stycznia 2020 )
  9. „  Nagroda Nobla w dziedzinie medycyny: ale co autofagii  » , O kulturze Francji ,(dostęp 26 listopada 2020 r. )
  10. (w) Science News Staff Oct. 3 i 2016 , Nobel honoruje odkrycia dotyczące tego , jak komórki same się odżywiają  " , na Science | AAAS ,(dostęp 26 listopada 2020 r. )
  11. (w) B Levine, N Mizushima i HW Virgin, „  Autofagia w odporności i zapaleniu  ” , Nature , tom.  469 n O  7330,, s.  323–335 ( PMID  21248839 , PMCID  3131688 , DOI  10.1038 / natura09782 ).
  12. (w) Serhiy Pankiv Terje Høyvarde Clausen , Trond Lamark i Andreas Brech , „  p62/SQSTM1 wiąże się bezpośrednio z Atg8/LC3 w celu ułatwienia degradacji agregatów białkowych ubikwitynowanych przez autofagię  ” , Journal of Biological Chemistry , tom.  282 n O  33,, s.  24131-24145 ( ISSN  0021-9258 i 1083-351X , PMID  17580304 , DOI  10.1074 / jbc.M702824200 , odczyt online , dostęp 26 stycznia 2020 )
  13. Karolina Pircs , Peter Nagy , Agnes Varga i Zsolt Venkei , „  Zalety i ograniczenia różnych testów opartych na p62 do szacowania aktywności autofagicznej u Drosophila  ”, PLoS ONE , tom.  7 N O  8,( ISSN  1932-6203 , PMID  22952930 , PMCID  3432079 , DOI  10.1371 / journal.pone.0044214 , przeczytane online , dostęp 26 stycznia 2020 )
  14. Didac Carmona-Gutierrez i Maria A. Bauer , „  Trawienie kryzysu: autofagia i koronawirusy  ” , o Microbial Cell ,( PMID  32391393 , PMCID  PMC7199282 , DOI  10.15698 / mic2020.05.715 , dostęp 22 maja 2020 r. ) ,s.  119–128
  15. (w) Sarah Pickles Pierre Vigié i Richard J. Youle , „  Mitofagia i mechanizmy kontroli jakości w utrzymaniu mitochondriów  ” , Current Biology , tom.  28 N O  4,, R170 – R185 ( DOI  10.1016 / j.cub.2018.01.004 , czytaj online , dostęp 13 stycznia 2020 )
  16. (w) Ruoyang Shi , Matthew Guberman i Lorrie A. Kirshenbaum , „  Mitochondrialna kontrola jakości: rola mitofagii w starzeniu się  ” , Trendy w medycynie sercowo-naczyniowej , tom.  28 N O  4,, s.  246-260 ( DOI  10.1016 / j.tcm.2017.11.008 , przeczytany online , dostęp 26 stycznia 2020 )
  17. (w) Elayne M. Fivenson Sofie Lautrup , Nuo Sun i Morten Scheibye-Knudsen , „  Mitofagia w neurodegeneracji i starzeniu się  ” , Neurochemistry International , tom.  109,, s.  202–209 ( PMID  28235551 , PMCID  PMC5565781 , DOI  10.1016 / j.neuint.2017.02.007 , przeczytane online , dostęp 13 stycznia 2020 r. )
  18. (w) H. Chen i DC Chan , „  Fuzja dynamiki mitochondrialnej, rozszczepienie, ruch i mitofagia w chorobach neurodegeneracyjnych  ” , Human Molecular Genetics , tom.  18 N O  R2, R169 – R176 ( ISSN  0964-6906 i 1460-2083 , PMID  19808793 , PMCID  PMC2758711 , DOI  10.1093 / hmg / ddp326 , odczyt online , dostęp 13 stycznia 2020 )
  19. (w) Eleanor M. Cottam i Helena J. Maier , „  Białka Coronavirus nsp6 generują autofagosomy z retikulum endoplazmatycznego poprzez pośredni omegasom  ” na Autophagy ,( ISSN  1554-8627 , PMID  21799305 , PMCID  PMC3242798 , DOI  10,4161 / auto.7.11.16642 , dostępne 22 maja 2020 ) ,str.  1335-1347
  20. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6257056//
  21. Mathieu Bourdenx i Benjamin Dehay , „  Autofagia a mózg: przypadek chorób neurodegeneracyjnych  ”, medycyna/nauki , tom.  33, n o  3,, s.  268-274 ( ISSN  0767-0974 i 1958-5381 , DOI  10.1051/medsci / 20173303013 , czytanie online , dostęp 26 maja 2021 )
  22. (w) Isabel Nascimento-Ferreira , Tiago Santos Ferreira , Lígia Sousa-Ferreira i Gwennaëlle Auregan , „  Nadekspresja autofagicznego zmutowanego białka becliny-1 usuwa atakksynę-3 i łagodzi chorobę Machado-Josepha  ” , Brain , tom.  134 n O  5,, s.  1400–1415 ( ISSN  0006-8950 , DOI  10.1093 / mózg / awr047 , przeczytaj online , dostęp 5 września 2020 r. )

Zobacz również

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne

Bibliografia

Mamy nadzieję, że informacje, które zgromadziliśmy na temat Autofagia, były dla Ciebie przydatne. Jeśli tak, nie zapomnij polecić nas swoim przyjaciołom i rodzinie oraz pamiętaj, że zawsze możesz się z nami skontaktować, jeśli będziesz nas potrzebować. Jeśli mimo naszych starań uznasz, że informacje podane na temat _title nie są całkowicie poprawne lub że powinniśmy coś dodać lub poprawić, będziemy wdzięczni za poinformowanie nas o tym. Dostarczanie najlepszych i najbardziej wyczerpujących informacji na temat Autofagia i każdego innego tematu jest istotą tej strony internetowej; kierujemy się tym samym duchem, który inspirował twórców Encyclopedia Project, i z tego powodu mamy nadzieję, że to, co znalazłeś o Autofagia na tej stronie pomogło Ci poszerzyć swoją wiedzę.

Opiniones de nuestros usuarios

Angelika Nowakowski

Ładny artykuł z _zmienna.

Dagmara Konopka

Ten artykuł o zmiennej Autofagia przykuł moją uwagę. Zastanawia mnie, jak dobrze odmierzone są słowa, to jest jak... eleganckie.

Regina Antczak

Ten wpis na Autofagia pomógł mi w ostatniej chwili dokończyć pracę na jutro. Już widziałem, jak znowu ciągnę Wikipedię, coś, czego nauczyciel nam zabronił. Dziękuję za uratowanie mnie.

Joanna Osiński

Dzięki za ten post na Autofagia, właśnie tego potrzebowałem