自噬是细胞在应对内外环境胁迫时，通过形成双层膜的自噬体结构包裹冗余的细胞成分或受损细胞器，并将其靶向运送到液泡/溶酶体中进行降解的过程。自噬在真核生物中高度保守，对于维持细胞稳态至关重要。因此，自噬功能的异常与多种癌症、代谢性疾病和神经退行性疾病的发生发展紧密相关。自噬起始是自噬体生物发生的关键步骤，需要由不同的ATG相关蛋白高度有序地参与到自噬起始阶段复合物的逐步组装。然而，对于自噬起始具体过程，包括细胞如何转换内外信号启动自噬、磷酸激酶Atg1如何被招募到PAS（自噬前体组装位点）并被激活，以及作为自噬体膜组分来源之一的Atg9囊泡如何被募集到PAS等几个关键步骤仍缺少深入系统的理解。

TOR（Target of Rapamycin）是调控细胞生长和代谢的核心分子，在细胞自噬发生的信号传导过程中起重要作用。 在营养丰富条件下， TOR通过磷酸化Atg13抑制Atg1和Atg17与其结合来抑制Atg1招募到PAS，进而阻止自噬体的生物发生。当对细胞进行饥饿或者加入Rapamycin（TOR活性的特异抑制剂）等处理时，TOR活性被抑制，导致其底物Atg13去磷酸化，去磷酸化的Atg13则与Atg17和Atg1结合，导致Atg1招募到PAS上从而激活Atg1启动自噬发生。Rab GTPase在活性GTP结合形式和非活性GDP结合形式之间循环，作为分子开关参与膜运输。研究表明， Rab GTPase家族成员Ypt1为自噬发生所需要。然而，目前对于Ypt1如何参与调控自噬发生的分子机制仍不清楚。

2023年8月28日，浙江大学基础医学院/医学院附属第一医院易聪课题组在The EMBO Journal杂志在线发表了题为“TOR-mediated Ypt1 phosphorylation regulates autophagy initiation complex assembly ”的研究论文。该研究发现Rab GTPase家族成员Ypt1通过TOR介导的磷酸化调控自噬起始复合物的逐步组装，揭示了自噬起始过程中自噬体生物发生的另一重要机制。

该研究首先从模式生物酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中纯化了处于饥饿状态的Ypt1蛋白，经质谱分析发现两个自噬相关蛋白Atg17和Atg23与Ypt1有互作。通过体外GST pulldown、双荧光分子互补和体内免疫共沉淀等技术证实了Atg17和Atg23与Ypt1的互作是直接结合，随后鉴定了调控其结合的关键氨基酸残基。破坏Ypt1与Atg23的结合将导致Atg23的结合蛋白Atg9与Atg11、Atg13和Atg17的相互作用显著减少，从而阻止Atg9囊泡募集到PAS上。同样地，Ypt1与Atg17的结合则促进了Ypt1自身和Atg1招募到PAS上。因此，Atg17和Atg23是Ypt1两个以前没有被发现的效应蛋白（effector）。研究进一步发现Ypt1是TOR的一个直接磷酸化底物，在其Ser174残基处被TOR特异性磷酸化。将该残基突变为丙氨酸可阻断TOR介导的Ypt1磷酸化并显著促进细胞自噬发生；相反，Ypt1 S174D模拟磷酸化则会因为抑制了Ypt1与Atg1和Atg17的结合，进而阻止Atg1招募到PAS上，最终导致细胞自噬发生受阻。

 模式图：TOR介导的Ypt1磷酸化调控自噬起始复合物的组装

Rab1是哺乳动物细胞中Ypt1的同源物，在哺乳动物细胞中研究人员同样观察到mTOR可以直接磷酸化Rab1并发现这种修饰也调控了细胞自噬发生，表明其分子机制具有保守性。综上，该研究发现了Atg17和Atg23是Ypt1两个新的效应蛋白，鉴定了Ypt1作为TOR的直接磷酸化底物，揭示了Ypt1与自噬起始复合物逐步组装之间的紧密联系，发现并完善了Ypt1参与自噬起始的调控机制。这些结果表明Ypt1是细胞感受内外环境变化和自噬前体复合物形成的桥梁，是启动自噬发生所需的上游关键分子。

浙江大学基础医学院易聪研究员为本文通讯作者，其课题组成员姚伟静，陈禹亭，陈颖聪和孙启明老师课题组博士后赵鹏伟为本文的共同第一作者。课题组成员刘静，张毅，江强，叶淼，范思雨，冯雨瑶，谢妤为本课题的完成做出了重要贡献。该课题的开展还得到医学院刘伟教授，孙启明教授，夏宏光教授，杨帆教授，马骋老师，武汉大学崔逸仙教授，北京工业大学王娟教授，上海交通大学谢志平教授，浙江理工大学王毅刚教授，湖州师范学院吴酬飞教授、张立钦教授的大力支持。也得到了浙江大学医学院蛋白质和显微成像平台，西湖大学质谱与代谢平台冯杉博士，范明珠博士和白雪老师的大力帮助。该研究工作受到基金委、科技部、浙江省自然科学基金委杰出青年基金等经费资助。