VPS34のATG1依存性リン酸化は、Saccharomyces cerevisiaeのファゴフォアアセンブリ部位とオートファジーの動的調節に必要です

マクロオートファジー/オートファジーは、二重膜オートファゴソームが分解に向けてさまざまな基質を隔離し、細胞が恒常性を維持し、ストレスの多い条件下で生き残ることを可能にする重要な異化経路です。オートファゴソームを生成するために、いくつかのオートファジー関連（ATG）タンパク質がファゴフォアアセンブリ部位（PAS）に補充され、協調的に機能します。VPS34はクラスIIIホスファチジルイノシトール3-キナーゼであり、ATG14を含むVPS34複合体は、オートファゴソーム形成に不可欠な役割を果たします。ただし、酵母VPS34複合体Iの調節メカニズムはまだよく理解されていません。ここでは、Saccharomyces cerevisiaeの堅牢なオートファジー活性にVPS34のATG1依存性リン酸化が必要であることを実証します。窒素の飢vに続いて、複合体IのVPS34は、そのヘリカルドメインの複数のセリン/スレオニン残基で選択的にリン酸化されます。このリン酸化は、完全なオートファジーの活性化と細胞の生存に重要です。ATG1またはそのキナーゼ活性がないことは、in vivoでVPS34リン酸化の完全な損失につながり、ATG1はその複雑な関連タイプに関係なく、VPS34をin vitroで直接リン酸化します。また、VPS34複合体IのPAへの局在は、VPS34の複雑なI特異的リン酸化の分子基盤を提供することを実証します。このリン酸化は、PASでのATG18とATG8の通常のダイナミクスに必要です。一緒に、我々の結果は、酵母VPS34複合体Iの新しい調節メカニズムを明らかにし、PAのATG1依存性動的調節に関する新しい洞察を提供します。

Macroautophagy/autophagy is a key catabolic pathway in which double-membrane autophagosomes sequester various substrates destined for degradation, enabling cells to maintain homeostasis and survive under stressful conditions. Several autophagy-related (Atg) proteins are recruited to the phagophore assembly site (PAS) and cooperatively function to generate autophagosomes. Vps34 is a class III phosphatidylinositol 3-kinase, and Atg14-containing Vps34 complex I plays essential roles in autophagosome formation. However, the regulatory mechanisms of yeast Vps34 complex I are still poorly understood. Here, we demonstrate that Atg1-dependent phosphorylation of Vps34 is required for robust autophagy activity in Saccharomyces cerevisiae. Following nitrogen starvation, Vps34 in complex I is selectively phosphorylated on multiple serine/threonine residues in its helical domain. This phosphorylation is important for full autophagy activation and cell survival. The absence of Atg1 or its kinase activity leads to complete loss of Vps34 phosphorylation in vivo, and Atg1 directly phosphorylates Vps34 in vitro, regardless of its complex association type. We also demonstrate that the localization of Vps34 complex I to the PAS provides a molecular basis for the complex I-specific phosphorylation of Vps34. This phosphorylation is required for the normal dynamics of Atg18 and Atg8 at the PAS. Together, our results reveal a novel regulatory mechanism of yeast Vps34 complex I and provide new insights into the Atg1-dependent dynamic regulation of the PAS.