Phosphorylation of the autophagy Receptor Optineurin Restricts Salmonella Growth

   Phillip Wild, et al. Science 333, 228–480 (July 2011)

Speaker: Kuan-Jung Lin (林冠蓉)                                        Time:15:00~16:00, Dec.07, 2011

Commentator: Chih-Peng Chang, Ph.D. (張志鵬老師)       Place: Room 601

Abstract:

細胞自噬作用(autophagy)是在演化上保守的代謝方式，將細胞內大分子物質包裹起來並和lysosome fusion將其分解的一種機制。Selective autophagy 可以透過cargo receptors選擇性的包裹被降解的蛋白質，有一類的cargo receptors像是p62/

SQSTM1 (sequestosome 1)、NBR1 (neighbor of Brca1 gene) 、nuclear dot protein 52kDa (NDP52)共同有著兩個特性，一為有ubiquitin-like microtubule-associated protein light chain 3 (LC3) interation region，一為有Ub-associated domain (UBA) ，這兩種特性使得他們可以將被Ub標定的cargo帶到autophagy，並將其降解掉。¹然而cargo receptor是如何控制selective autophagy 的機轉是不清楚的。本篇作者利用 directed yeast two-hybrid and GST pull-down assay 確定了一個新的cargo receptor Optineurin (OPTN) 和LC3的interaction。進一步將OPTN的LIR mutanat後，和LC3的interaction就消失了，證實了OPTN的LIR和LC3的interaction是重要的。除此之外，在lipopolysaccharides (LPS) 刺激後，活化的TBK1磷酸化了OPTN 的 serine¹⁷⁷ ，磷酸化的OPTN和LC3 binding 的affinity是增加的。在Salmonella感染之下，磷酸化的OPTN 和ubiquitin- and LC3-positive cytosolic Salmonella 是colocalization。如果進一步將OPTN knockdown的話，因為不能將Salmonella 帶到autophagosome並降解掉，Salmonella growth是增加的。總結而說，當Salmonella 逃出Salmonella-containing vacuole (SCV)，會被ubiquitination，而被LPS活化的TBK1會磷酸化OPTN，並使得OPTN對LC3的affinity增加，促進OPTN將Salmonella帶到autophagosome並降解，如圖一²。本篇作者解出了在Salmonella感染之下TBK1磷酸化OPTN對cargo-selective autophagy的調控是很重要的機制。

Reference:

1          Johansen, T. & Lamark, T. Selective autophagy mediated by autophagic adapter proteins. Autophagy 7, 279-296, doi:14487 [pii] (2011).

2          Galluzzi, L., Kepp, O. & Kroemer, G. Autophagy and innate immunity ally against bacterial invasion. EMBO J 30, 3213-3214, doi:10.1038/emboj.2011.244 emboj2011244 [pii] (2011).