细胞利用一种称为自噬的过程来分解不需要的成分。最近的研究表明，一种微妙的分子相互作用在这一过程中发挥着关键作用。通过改变这一相互作用，研究人员可能会人工启动自噬。这可能有助于消除与阿尔茨海默病等神经退行性疾病相关的沉积物，或提高癌症治疗的有效性。
细胞通过一种称为自噬的过程进行不断的回收，其中不必要的细胞成分被膜包裹并解体为其基本部分。这个重要的机制有助于避免有害聚集物，并回收营养物质。
一个研究团队，由弗莱堡大学CIBSS卓越集群的克劳迪娜·克拉夫特教授和法兰克福马克斯·普朗克生物物理研究所的弗洛里安·维尔芬教授共同领导，发现了启动自噬所需的必要条件。他们成功地人为地创造了这些条件，触发了通常在酵母细胞中抗降解的分子的降解。这种针对自噬的研究方法对应对导致阿尔茨海默病等神经退行性疾病中的斑块形成的聚集物展现出希望，并可能增强癌症治疗的有效性。他们的研究成果发表在科学期刊自然细胞生物学上。
微弱的分子相互作用对自噬启动至关重要
为了使自噬发生，细胞成分首先必须被识别为废物，这一过程由受体和其它适配分子促成。然而，之前尚不清楚这些分子如何激活后续步骤的具体机制。“我们的研究表明，这些受体需要与要消除的材料弱结合，才能启动自噬，”克拉夫特说。“如果它们的结合过强，过程将无法开始。”
虽然这可能看起来与直觉相悖，但研究人员通过计算机模型和在活酵母及人细胞培养中进行的实验进行了说明。微弱的结合使得受体保持流动性，并形成随机的聚集。“一旦达到临界浓度，就会发生相分离：适配分子聚集形成液滴，类似于水中的油，”维尔芬指出。“这种液态集合物与单个分子相比具有不同的物理性质，充当自噬中所有其他分子的灵活基础。”
该过程可以被人为操控
为了验证他们的假设，研究人员向酵母细胞引入病毒颗粒，这些细胞通常无法降解这些颗粒。通过修改病毒颗粒，使自噬受体能够弱结合，他们诱导了病毒蛋白的降解。相反，当表面被修改为强结合时，降解并未发生。“这些结果令人鼓舞，因为它们展示了我们能够特定ly影响活细胞自噬过程的能力，”克拉夫特和维尔芬都表示。
该研究得到了德国研究基金会（EXC-2189; SFB 1381; SFB 1177; 450216812; 409673687; GRK 2606）、欧洲研究委员会在2020年地平线计划下（ERC 769065）、马克斯·普朗克学会和欧盟（ERC 101041982）的资助。
