CRISPR-Cas9筛选揭示G2E3是控制自噬体-溶酶体融合和癌细胞进展的新型泛素连接因子

自噬是一个受到严格调控的过程，对细胞稳态至关重要，其中泛素化在其调控中扮演关键角色。然而，参与自噬流的特异性泛素相关因子在很大程度上仍未被探索。识别这些调控因子对于推进自噬机制的理解及其在细胞功能中的更广泛意义至关重要。本研究旨在识别新的自噬相关泛素化调控因子。为实现这一目标，我们在表达mCherry-GFP-LC3自噬流报告系统的胰腺癌细胞中进行了针对660个泛素化相关基因的CRISPR-Cas9功能缺失筛选。在顶级候选基因中，我们鉴定了G2E3，一种G2/M期特异性E3泛素连接酶，作为一个先前未被认识的自噬调控因子。随后的功能分析显示，G2E3敲除导致LC3B-II和GABARAPs的显著积累，表明自噬流受损。进一步的共聚焦成像显示，在G2E3敲除细胞中，LC3B与LAMP1阳性溶酶体的共定位显著减少，提示自噬体-溶酶体融合缺陷。机制上，G2E3直接与GABARAP和GABARAPL1相互作用，但不与LC3B相互作用，将其定位为晚期自噬的关键调控因子。此外，G2E3敲除细胞表现出迁移和侵袭能力的降低，提示其在癌症进展中的作用。这些发现确立了G2E3作为自噬的新型泛素相关调控因子，通过GABARAPs依赖性机制特异性地促进自噬体-溶酶体融合。本研究揭示了G2E3在晚期自噬中先前未被认识的作用，并提示靶向G2E3可能为调节包括癌症进展在内的自噬依赖性细胞过程提供潜在的治疗方法。