Autophagy refers to the bulk degradation of cellular proteins and organelles through an autophagosome and plays a pivotal role in the development, cellular differentiation, aging, and elimination of aberrant structures. A failure of autophagy has been implicated in a growing list of mammalian disease states, including cancer and cardiomyopathy. Two ubiquitin-like systems are highly involved in autophagy, especially in the formation of autophagosomes. Here, we purified and characterized Atg7 (an E1-like enzyme), and Atg3 and Atg10 (E2-like enzymes) in order to gain an insight into the role played by ubiquitin-like systems in the formation of autophagosomes. Interestingly, we observed that Atg7 forms a homodimer to construct an active conformation, unlike other E1-like enzymes. Although Atg3 was detected as a monomer under physiological conditions, Atg10 existed in an oligomeric form, indicating that the mechanism by which Atg10 functions may differ from that of Atg3.
Autophagy-related protein 8 (Atg8) is an essential component of autophagy formation and encystment of cystforming parasites, and some protozoa, such as, Acanthamoeba, Entamoeba, and Dictyostelium, have been reported to possess a type of Atg8. In this study, an isoform of Atg8 was identified and characterized in Acanthamoeba castellanii (AcAtg8b). AcAtg8b protein was found to encode 132 amino acids and to be longer than AcAtg8 protein, which encoded 117 amino acids. Real-time PCR analysis showed high expression levels of AcAtg8b and AcAtg8 during encystation. Fluorescence microscopy demonstrated that AcAtg8b is involved in the formation of the autophagosomal membrane. Chemically synthesized siRNA against AcAtg8b reduced the encystation efficiency of Acanthamoeba, confirming that AcAtg8b, like AcAtg8, is an essential component of cyst formation in Acanthamoeba. Our findings suggest that Acanthamoeba has doubled the number of Atg8 gene copies to ensure the successful encystation for survival when 1 copy is lost. These 2 types of Atg8 identified in Acanthamoeba provide important information regarding autophagy formation, encystation mechanism, and survival of primitive, cyst-forming protozoan parasites.
Atg5 and Atg7 have long been considered as essential molecules for autophagy. However, we found that cells lacking these molecules still form autophagic vacuoles and perform autophagic protein degradation when subjected to certain stressors. During this unconventional autophagy pathway, autophagosomes appeared to be generated in a Rab9-dependent manner by the fusion of vesicles derived from the trans-Golgi and late endosomes. Therefore, mammalian autophagy can occur via at least two different pathways; the Atg5/Atg7-dependent conventional pathway and an Atg5/Atg7-independent alternative pathway.
Autophagy targets cytoplasmic cargo to a lytic compartment for degradation. Autophagy-related (Atg) proteins, including the transmembrane protein Atg9, are involved in different steps of autophagy in yeast and mammalian cells. Functional classification of core Atg proteins in plants has not been clearly confirmed, partly because of the limited availability of reliable assays for monitoring autophagic flux. By using proUBQ10-GFP-ATG8a as an autophagic marker, we showed that autophagic flux is reduced but not completely compromised in Arabidopsis thaliana atg9 mutants. In contrast, we confirmed full inhibition of auto-phagic flux in atg7 and that the difference in autophagy was consistent with the differences in mutant phenotypes such as hypersensitivity to nutrient stress and selective autophagy. Autophagic flux is also reduced by an inhibitor of phosphatidylinositol kinase. Our data indicated that atg9 is phenotypically distinct from atg7 and atg2 in Arabidopsis, and we proposed that ATG9 and phosphatidylinositol kinase activity contribute to efficient autophagy in Arabidopsis.
Autophagy is a catabolic process involved in the degradation of a cell's own components for cell growth, development, homeostasis, and the recycling of cellular products. Autophagosome is an essential component in the protozoan parasite during differentiation and encystation. The present study identified and characterized autophagy-related protein (Atg) 3, a member of Atg8 conjugation system, in Acanthamoeba castellanii (AcAtg3). AcAtg3 encoding a 304 amino acid protein showed high similarity with the catalytic cysteine site of other E2 like enzymes of ubiquitin system. Predicted 3D structure of AcAtg3 revealed a hammer-like shape, which is the characteristic structure of E2-like enzymes. The expression level of AcAtg3 did not increase during encystation. However, the formation of mature cysts was significantly reduced in Atg3-siRNA transfected cells in which the production of Atg8-phosphatidylethanolamine conjugate was inhibited. Fluorescent microscopic analysis revealed that dispersed AcAtg3-EGFP fusion protein gathered around autophagosomal membranes during encystation. These results provide important information for understanding autophagic machinery through the lipidation reaction mediated by Atg3 in Acanthamoeba.
Autophagy is a tightly regulated lysosome-mediated catabolic process in eukaryotes that maintains cellular homeostasis. A distinguishable feature of autophagy is the formation of double- membrane structures, autophagosome, which envelopes the intracellular cargoes and finally degrades them by fusion with lysosomes. So far, many structures of Atg proteins working on the autophagosome formation have been reported, however those involved in autophagosome maturation, a fusion with lysosome, are relatively unknown. One of the molecules in autophagosome maturation, TECPR1, has been identified and recently, structural studies on both ATG5-TECPR1 and ATG5-ATG16L1 complexes revealed that TECPR1 and ATG16L1 share the same binding site on ATG5. These results, in combination with supporting biochemical and cellular biological data, provide an insight into a model for swapping ATG5 partners for autophagosome maturation.
Autophagy regulators are often effective as potential cancer therapeutic agents. Here, we investigated paclitaxel sensitivity in cells with knockout (KO) of ATG5 gene. The ATG5 KO in multidrug resistant v-Ha-ras-transformed NIH 3T3 cells (Ras-NIH 3T3/Mdr) was generated using the CRISPR/Cas9 technology. The qPCR and LC3 immunoblot confirmed knockout of the gene and protein of ATG5, respectively. The ATG5 KO restored the sensitivity of Ras-NIH 3T3/Mdr cells to paclitaxel. Interestingly, ATG5 overexpression restored autophagy function in ATG5 KO cells, but failed to rescue paclitaxel resistance. These results raise the possibility that low level of resistance to paclitaxel in ATG5 KO cells may be related to other roles of ATG5 independent of its function in autophagy. The ATG5 KO significantly induced a G2/M arrest in cell cycle progression. Additionally, ATG5 KO caused necrosis of a high proportion of cells after paclitaxel treatment. These data suggest that the difference in sensitivity to paclitaxel between ATG5 KO and their parental MDR cells may result from the disparity in the proportions of necrotic cells in both populations. Thus, our results demonstrate that the ATG5 KO in paclitaxel resistant cells leads to a marked G2/M arrest and sensitizes cells to paclitaxel-induced necrosis.
자식작용은 난자 세포질의 단백질 고분자 물질과 세포 소기관 분해를 위해서 세포질 리소좀 통로에 유전적으로 작용하고 있으며 ATP합성과 단백질 재활용에 관여하고 있다. 이러한 자식작용은 난자 발달 과정에서 매우 중요하지만 세포질 내 자식작용의 동적 발달 과정의 근원적인 기전은 잘 알려지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 초기 난자 발달 과정의 자식작용을 이해하기 위해서 쥐 난자 체외 성숙 과정에서 자식작용과 관련된 유전자들의 유전적 발현 수준을 분석하였다. Real Time RT-PCR 기법을 이용하여 유전자 Atg2a, Atg3, Atg4b, Atg5, Atg6, Atg7, Atg9a, 그리고 Wipi3 같은 모계에서 유전된 ATGs 군들의 유전자들은 수정난 유전체 활성화(ZGA) 이전 단계인 1세포기에서 높게 발현되었고, 그 후 이들 유전자들의 발현은 배반포 단계와 2세포기 4세포기 단계에서는 감소함을 알 수 있었다. Dram과 Atg9b 유전자들은 배반포와 1세포기 단계에서 발현됨으로서 모계 유전자이면서 ZGA에 의해서 발현되는 유전자임을 알 수 있었다. 한편 UIKI의 유전자 발현은 착상 전 단계에서 일정하게 나타남을 알 수 있었다. 하지만 Atg4d 유전자의 경우 4세포기에서부터 배 반포 단계까지 높게 나타남을 알 수 있었다. 이러한 결과로부터 생쥐 난자 발달 과정에서 자식작용과 관련된 유전자들은 초기 난자 발달과정에서 중요한 역할 과정임을 알 수 있었다.
Ethanol accumulation inhibited the growth of Saccharomyces cerevisiae during wine fermentation. Autophagy and the release of reactive oxygen species (ROS) were also induced under ethanol stress. However, the relation between autophagy and ethanol stress was still unclear. In this study, expression of the autophagy genes ATG1 and ATG8 and the production of ROS under ethanol treatment in yeast were measured. The results showed that ethanol stress very significantly induced expression of the ATG1 and ATG8 genes and the production of hydrogen peroxide ($H_2O_2$) and superoxide anion (${O_2}^{{\cdot}_-}$). Moreover, the atg1 and atg8 mutants aggregated more $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$ than the wild-type yeast. In addition, inhibitors of the ROS scavenging enzyme induced expression of the ATG1 and ATG8 genes by increasing the levels of $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$. In contrast, glutathione (GSH) and N-acetylcystine (NAC) decreased ATG1 and ATG8 expression by reducing $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$ production. Rapamycin and 3-methyladenine also caused an obvious change in autophagy levels and simultaneously altered the release of $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$. Finally, inhibitors of the mitochondrial electron transport chain (mtETC) increased the production of $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$ and also promoted expression levels of the ATG1 and ATG8 genes. In conclusion, ethanol stress induced autophagy which was regulated by $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$ derived from mtETC, and in turn, the autophagy contributed to the elimination $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$.
Ethanol often accumulates during the process of wine fermentation, and mitophagy has critical role in ethanol output. However, the relationship between mitophagy and ethanol stress is still unclear. In this study, the expression of ATG11 and ATG32 genes exposed to ethanol stress was accessed by real-time quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR). The result indicated that ethanol stress induced expression of the ATG11 and ATG32 genes. The colony sizes and the alcohol yield of atg11 and atg32 were also smaller and lower than those of wild type strain under ethanol whereas the mortality of mutants is higher. Furthermore, compared with wild type, the membrane integrity and the mitochondrial membrane potential of atg11 and atg32 exhibited greater damage following ethanol stress. In addition, a greater proportion of mutant cells were arrested at the G1/G0 cell cycle. There was more aggregation of peroxide hydrogen (H2O2) and superoxide anion (O2•-) in mutants. These changes in H2O2 and O2•- in yeasts were altered by reductants or inhibitors of scavenging enzyme by means of regulating the expression of ATG11 and ATG32 genes. Inhibitors of the mitochondrial electron transport chain (mtETC) also increased production of H2O2 and O2•- by enhancing expression of the ATG11 and ATG32 genes. Further results showed that activator or inhibitor of autophagy also activated or inhibited mitophagy by altering production of H2O2 and O2•. Therefore, ethanol stress induces mitophagy which improves yeast the tolerance to ethanol and the level of mitophagy during ethanol stress is regulated by ROS derived from mtETC.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.