神经发生过程中组合选择性内质网自噬重塑内质网

内质网（ER）利用多样化的蛋白质组景观来协调许多细胞功能，从蛋白质和脂质合成到钙离子通量和细胞器间通讯。一个典型的例子涉及神经发生过程，其中精细的管状ER网络通过ER塑造蛋白组装到新形成的神经元突起中，以创建高度极化的树突和轴突。先前的研究已提示自噬在ER重塑中的作用，因为体内自噬缺陷神经元在突触扣结内显示轴突ER积累，并且膜嵌入的ER自噬受体FAM134B在遗传上与人类感觉和自主神经病相关。然而，我们对选择性去除ER的机制以及单个ER自噬受体的作用的理解有限。在这里，我们结合可遗传操作的诱导神经元（iNeuron）系统来监测体外分化过程中的ER重塑，与蛋白质组学和计算工具，创建通过选择性自噬的ER蛋白质组重塑的定量景观。通过分析单和组合ER自噬受体突变体，我们描绘了每个受体对ER蛋白清除的幅度和选择性的贡献程度。我们将ER膜或腔蛋白的特定子集定义为不同受体的优选客户。使用空间传感器和通量报告基因，我们展示了轴突中受体特异性自噬捕获ER，并通过冷冻电子断层扫描直接可视化神经元突起中自噬体内的管状ER膜。这个ER蛋白质组重塑的分子清单和多功能遗传工具包为理解单个ER自噬受体在细胞状态转换期间重塑ER的贡献提供了定量框架。