（通讯员 彭迪）近日，生命学院薛宇教授团队与厦门大学高锦豪教授团队合作在细胞自噬领域的国际权威期刊《自噬》（Autophagy）上发表题为“An integrative multi-omics approach uncovers the regulatory role of CDK7 and CDK4 in autophagy activation induced by silica nanoparticles”的研究论文。

细胞自噬是细胞内物质分解代谢的重要途径，并在细胞生存、细胞免疫等生物学过程中发挥着关键功能。研究表明金、银和二氧化硅等纳米材料能激活细胞自噬，而其中具体的分子调控机制仍有待深入研究。在该研究工作中，研究人员首先利用16 nm、29 nm和51 nm三种尺度的二氧化硅纳米材料处理正常大鼠肾源细胞，发现使用终浓度为60 μg/mL的16 nm纳米颗粒有效地诱导细胞自噬激活。在此研究基础上，研究人员对16 nm 二氧化硅纳米材料处理前后的细胞样品开展时序的转录组、定量蛋白质组和定量磷酸化蛋白质组鉴定，检测了在纳米材料诱导自噬过程中23个自噬核心Atg（autophagy-related）基因和35个自噬调控因子在至少一个组学层面中发生显著变化。为探究在该生物学过程中的重要调控因子，研究人员开发了基于多组学数据整合的关键自噬调控激酶计算方法cMAK（computational prediction of master autophagy-regulating kinases），预测了21个参与调控自噬的潜在关键激酶。通过基因沉默实验和激酶抑制剂实验，验证并发现了蛋白激酶Cdk4（cyclin dependent kinase 4）和Cdk7（cyclin dependent kinase 7）在二氧化硅纳米颗粒激活细胞自噬中的重要调控功能。

图A. 本研究项目的研究流程示意图；图B. 二样化硅纳米材料激活自噬的分子调控模型图

该研究工作不仅揭示了在纳米材料诱导自噬激活的分子调控机制，也为鉴定在动态生物学过程中的关键调控因子提供了新的计算方法。该论文的第一单位为华中科技大学生命学院，共同第一作者为生命学院在读博士生阮晨、王晨玮和厦门大学在读博士生龚玄清，通讯作者为生命学院薛宇教授、博士后彭迪和厦门大学高锦豪教授。本研究工作得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、中央高校基本科研基金和中国博士后科学基金等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1080/15548627.2020.1763019