哺乳類のAtg8タンパク質は、SNAREを介してリソソソームとオートリソソームのバイオジェネシスを制御している

Mammalian Atg8 proteins regulate lysosome and autolysosome biogenesis through SNAREs.

• Yuexi Gu
• Yakubu Princely Abudu
• Suresh Kumar
• Bhawana Bissa
• Seong Won Choi
• Jingyue Jia
• Michael Lazarou
• Eeva-Liisa Eskelinen
• Terje Johansen
• Vojo Deretic

抄録

酵母Atg8タンパク質（mAtg8s）の哺乳類ホモログはオートファジーにおいて重要であるが、その正確な作用モードは不明なままである。オートファジーで主要な役割を持つSNAREであるSyntaxin 17 (Stx17)は、最近mAtg8sと結合することが示された。ここでは、mAtg8とSNAREの相互作用を広げるいくつかのSNAREのLC3相互作用領域（LIR）を同定した。我々は、シンタックスイン16（Stx16）とその類似SNAREパートナーがすべてLIRモチーフを持ち、mAtg8と結合していることを発見した。Stx16のノックアウトはリソソソームのバイオジェネシスに障害をもたらしたが、Stx16とStx17のダブルノックアウトはオートファジーのフラックスを完全に遮断し、マイトファジー、ペキソファジー、ゼノファジー、リボファジーを減少させた。また、mAtg8sとStx16はリソソームコンパートメントのいくつかの特性を制御していることが明らかになった。これらの知見は、mAtg8sとSNAREとの直接的な相互作用が真核細胞の膜リモデリングに影響を与えていることを明らかにし、リソソソームバイオジェネシスにおけるmAtg8sの役割を拡大するものである。

Mammalian homologs of yeast Atg8 protein (mAtg8s) are important in autophagy, but their exact mode of action remains ill-defined. Syntaxin 17 (Stx17), a SNARE with major roles in autophagy, was recently shown to bind mAtg8s. Here, we identified LC3-interacting regions (LIRs) in several SNAREs that broaden the landscape of the mAtg8-SNARE interactions. We found that Syntaxin 16 (Stx16) and its cognate SNARE partners all have LIR motifs and bind mAtg8s. Knockout of Stx16 caused defects in lysosome biogenesis, whereas a Stx16 and Stx17 double knockout completely blocked autophagic flux and decreased mitophagy, pexophagy, xenophagy, and ribophagy. Mechanistic analyses revealed that mAtg8s and Stx16 control several properties of lysosomal compartments including their function as platforms for active mTOR. These findings reveal a broad direct interaction of mAtg8s with SNAREs with impact on membrane remodeling in eukaryotic cells and expand the roles of mAtg8s to lysosome biogenesis.

© 2019 The Authors.