Autophagie et dégradation lysosomale

L'autophagie est le processus régulé par lequel les cellules englobent et acheminent leurs propres composants vers les lysosomes pour dégradation, recyclant ainsi les matériaux et éliminant les structures endommagées.

Definition

L'autophagie est le processus par lequel une cellule séquestre des portions de son propre cytoplasme ou de ses organites dans des membranes et les achemine vers les lysosomes pour dégradation ; la dégradation lysosomale est la décomposition des macromolécules par les hydrolases acides du lysosome.

Scope

Ce sujet couvre le lysosome en tant que compartiment de dégradation de la cellule, les voies par lesquelles le matériel l'atteint, et la voie autophagique dans laquelle les autophagosomes capturent le cytoplasme et les organites, y compris les rôles de l'autophagie dans le stress nutritionnel, le contrôle qualité et l'homéostasie.

Core questions

• Qu'est-ce que le lysosome et comment dégrade-t-il le matériel ?
• Comment un autophagosome se forme-t-il et capture-t-il sa cargaison ?
• Comment l'autophagie est-elle induite par la privation et le stress ?
• Comment l'autophagie contribue-t-elle au contrôle qualité et à l'homéostasie ?

Key theories

Le lysosome en tant qu'organite de dégradation

de Duve a identifié le lysosome comme un compartiment lié à une membrane contenant des hydrolases acides qui dégradent les macromolécules, constituant la destination des cargaisons autophagiques et endocytiques.

Base génétique de l'autophagie

Des gènes d'autophagie conservés, définis chez la levure, dirigent la formation des autophagosomes et leur fusion avec le lysosome, établissant l'autophagie comme une voie régulée.

Mechanisms

Les lysosomes contiennent des hydrolases acides qui dégradent les protéines, les lipides, les acides nucléiques et les glucides acheminés par endocytose ou autophagie. Dans la macroautophagie, une membrane en forme de coupe s'étend pour englober le cytoplasme ou les organites endommagés, formant un autophagosome à double membrane qui fusionne avec un lysosome afin que son contenu soit dégradé et les produits recyclés. Un ensemble de protéines d'autophagie conservées contrôle l'initiation, la croissance membranaire et la sélection de la cargaison, et la voie est fortement induite par la privation de nutriments et d'autres stress.

Clinical relevance

L'autophagie et la dégradation lysosomale fournissent des nutriments en période de stress, éliminent les composants endommagés et maintiennent le contrôle qualité cellulaire, ce qui les rend centrales à l'homéostasie cellulaire. Le traitement ici est descriptif et non prescriptif.

History

La découverte du lysosome par de Duve au milieu du XXe siècle a révélé le compartiment de dégradation de la cellule ; la dissection génétique de l'autophagie chez la levure par Ohsumi dans les années 1990 a défini la machinerie et a transformé l'autophagie en une voie comprise au niveau moléculaire.

Key figures

• Christian de Duve
• Yoshinori Ohsumi

Seminal works

• ohsumi2014
• deduve1966

Frequently asked questions

Qu'est-ce qu'un autophagosome ?

C'est une vésicule à double membrane qui se forme pour englober une partie du cytoplasme ou un organite endommagé, puis fusionne avec un lysosome afin que son contenu puisse être décomposé.

Quand l'autophagie est-elle la plus active ?

L'autophagie est fortement augmentée lors de la privation de nutriments, lorsque le recyclage des composants internes fournit des éléments constitutifs, et elle augmente également lorsque la cellule doit éliminer les structures endommagées.