АМФ-активируемая протеинкиназа и mTOR регулируют аутофагию посредством прямого фосфорилирования Ulk1

Аутофагия — процесс деградации компонентов клетки, обеспечивающий поддержание её жизненно важных функций и жизнеспособности в условиях ограничения поступления питательных веществ. Обширные генетические исследования показали, что киназа ATG1 дрожжей играет ключевую роль в индукции аутофагии. Кроме того, аутофагию стимулирует АМФ-активируемая протеинкиназа (AMPK) — важнейший сенсор энергетического состояния, регулирующий клеточный метаболизм для поддержания энергетического гомеостаза. Напротив, аутофагию подавляет mTOR — центральный регулятор роста клеток, интегрирующий сигналы факторов роста и питательных веществ. В настоящем исследовании мы продемонстрировали молекулярный механизм регуляции инициирующей аутофагию киназы Ulk1 у млекопитающих, гомолога ATG1 дрожжей. При голодании по глюкозе AMPK стимулирует аутофагию, непосредственно активируя Ulk1 посредством фосфорилирования Ser 317 и Ser 777. При достаточном поступлении питательных веществ высокая активность mTOR препятствует активации Ulk1, фосфорилируя Ser 757 Ulk1 и нарушая взаимодействие между Ulk1 и AMPK. Это согласованное фосфорилирование необходимо для участия Ulk1 в индукции аутофагии. Наше исследование выявило механизм передачи сигналов, регулирующий Ulk1 и индукцию аутофагии в ответ на сигналы о доступности питательных веществ.