MITF-MIR211軸は、細胞ストレス中の新しいオートファジーアンプシステムです

マクロオートファジー（オートファジー）は、進化的に保存されたリサイクルおよびストレス反応メカニズムです。真核生物の基底レベルで活性であるオートファジーは、アミノ酸などのビルディングブロックを提供する細胞を提供するストレス下で上方制御されます。RRAG GTPaseとMTOR複合体1（MTORC1）で構成されるリソソーム統合センサーシステムは、アミノ酸の利用可能性に応じてリソソーム生合成とオートファジーを調節します。MTORC1のストレス媒介阻害は、転写因子のTFE/MITFファミリーの脱リン酸化と核移行をもたらし、オートファジーおよびリソソーム関連の遺伝子転写プログラムを引き起こします。家族のTFEBとTFE3の役割は詳細に研究されていますが、オートファジー調節におけるMITFタンパク質の重要性はこれまで明らかではありません。ここでは、miR211のアップレギュレーションを伴うオートファジー制御におけるMITFの特定の役割を初めて紹介します。MITF-MIR211軸は、飢ationやMTOR阻害を含むストレス条件下で、細胞のオートファジーアクティビティを制御する新しいフィードフォワードループを構成することを示しています。miR211によるMTORC2成分RICTORの直接ターゲティングにより、MTORC1経路の阻害が生じ、MITFの核への移行がさらに刺激され、オートファジー増幅ループが完了しました。ユビキタス機能に沿って、MITFとmiR211はすべてのテストされた細胞株およびヒト組織で共発現され、オートファジーへの影響は細胞型独立した方法で観察されました。したがって、我々の研究は、MITFがオートファジー規制におけるレート制限および特定の機能を持っているという直接的な証拠を提供します。集合的に、MITF-MIR211軸は、ストレス条件下でオートファジー活動を維持する新規で普遍的なオートファジー増幅システムを構成します。略語：ACTB：Actin Beta;Akt：Aktセリン/スレオニンキナーゼ。AKT1S1/PRAS40：AKT1基質1;AMPK：AMP活性化プロテインキナーゼ。ATG：オートファジー関連;Becn1：Beclin 1;DEPTOR：mTOR相互作用タンパク質を含むDEPドメイン。GABARAP：GABAタイプA受容体関連タンパク質。HIF1A：低酸素誘発性因子1サブユニットアルファ。LAMP1：リソソーム関連膜タンパク質1;MAP1LC3B/LC3B：微小管関連タンパク質1軽鎖3ベータ。MAPKAP1/SIN1：マイトジェン活性化プロテインキナーゼ関連タンパク質1;MITF：メラニン形成関連転写因子。MLST8：MTOR関連タンパク質、LST8ホモログ。MRE：miRNA応答要素。MTOR：ラパマイシンキナーゼの機械的標的。mTORC1：mTOR複合体1;MTORC2：MTOR複合体2;PRR5/プロトール1：Proline Rich 5;PRR5L/プロトー2：Proline Rich 5のように。RACK1：活性化Cキナーゼ1の受容体。RPTOR：mTOR複合体1の調節関連タンパク質。RICTOR：MTOR Complex 2のRPTOR独立コンパニオン。RPS6KB/P70S6K：リボソームタンパク質S6キナーゼ。RT-QPCR：定量的逆転写 - ポリメラーゼ連鎖反応。SQSTM1：SemeStosome 1;STK11/LKB1：セリン/スレオニンキナーゼ11;TFE3：IGHMエンハンサー3への転写因子結合3;TFEB：転写因子EB;TSC1/2：TSCコンプレックスサブユニット1/2;ULK1：UNC-51のようなオートファジー活性化キナーゼ1;UVRAG：紫外線耐性関連。VIM：ビメンチン;VPS11：VPS11、Corvet/Hops Core Subunit;VPS18：VPS18、Corvet/Hops Core Subunit;WIPI1：WD繰り返しドメイン、ホスホイノシチド相互作用1。

Macroautophagy (autophagy) is an evolutionarily conserved recycling and stress response mechanism. Active at basal levels in eukaryotes, autophagy is upregulated under stress providing cells with building blocks such as amino acids. A lysosome-integrated sensor system composed of RRAG GTPases and MTOR complex 1 (MTORC1) regulates lysosome biogenesis and autophagy in response to amino acid availability. Stress-mediated inhibition of MTORC1 results in the dephosphorylation and nuclear translocation of the TFE/MITF family of transcriptional factors, and triggers an autophagy- and lysosomal-related gene transcription program. The role of family members TFEB and TFE3 have been studied in detail, but the importance of MITF proteins in autophagy regulation is not clear so far. Here we introduce for the first time a specific role for MITF in autophagy control that involves upregulation of MIR211. We show that, under stress conditions including starvation and MTOR inhibition, a MITF-MIR211 axis constitutes a novel feed-forward loop that controls autophagic activity in cells. Direct targeting of the MTORC2 component RICTOR by MIR211 led to the inhibition of the MTORC1 pathway, further stimulating MITF translocation to the nucleus and completing an autophagy amplification loop. In line with a ubiquitous function, MITF and MIR211 were co-expressed in all tested cell lines and human tissues, and the effects on autophagy were observed in a cell-type independent manner. Thus, our study provides direct evidence that MITF has rate-limiting and specific functions in autophagy regulation. Collectively, the MITF-MIR211 axis constitutes a novel and universal autophagy amplification system that sustains autophagic activity under stress conditions. Abbreviations: ACTB: actin beta; AKT: AKT serine/threonine kinase; AKT1S1/PRAS40: AKT1 substrate 1; AMPK: AMP-activated protein kinase; ATG: autophagy-related; BECN1: beclin 1; DEPTOR: DEP domain containing MTOR interacting protein; GABARAP: GABA type A receptor-associated protein; HIF1A: hypoxia inducible factor 1 subunit alpha; LAMP1: lysosomal associated membrane protein 1; MAP1LC3B/LC3B: microtubule associated protein 1 light chain 3 beta; MAPKAP1/SIN1: mitogen-activated protein kinase associated protein 1; MITF: melanogenesis associated transcription factor; MLST8: MTOR associated protein, LST8 homolog; MRE: miRNA response element; MTOR: mechanistic target of rapamycin kinase; MTORC1: MTOR complex 1; MTORC2: MTOR complex 2; PRR5/Protor 1: proline rich 5; PRR5L/Protor 2: proline rich 5 like; RACK1: receptor for activated C kinase 1; RPTOR: regulatory associated protein of MTOR complex 1; RICTOR: RPTOR independent companion of MTOR complex 2; RPS6KB/p70S6K: ribosomal protein S6 kinase; RT-qPCR: quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction; SQSTM1: sequestosome 1; STK11/LKB1: serine/threonine kinase 11; TFE3: transcription factor binding to IGHM enhancer 3; TFEB: transcription factor EB; TSC1/2: TSC complex subunit 1/2; ULK1: unc-51 like autophagy activating kinase 1; UVRAG: UV radiation resistance associated; VIM: vimentin; VPS11: VPS11, CORVET/HOPS core subunit; VPS18: VPS18, CORVET/HOPS core subunit; WIPI1: WD repeat domain, phosphoinositide interacting 1.