Autophagy, an evolutionarily conserved cellular degradation pathway of the lysosome, is associated with many physiological and pathological processes. The hallmark of autophagy is the formation of the autophagosome that engulfs and degrades cytosolic components via its fusion with the lysosome, in either a selective or a non-selective manner. Autophagy is tightly regulated by proteins encoded by autophagy-related (atg) genes. Among these proteins, ATG8/LC3 is essential for autophagosome biogenesis/maturation and it also functions as an adaptor protein for selective autophagy. In mammalian cells, several homologs of yeast Atg8 such as MAP1LC3, GABARAP, and GABARAPL 1/2 have been identified. However, the biological relevance of this gene diversity in higher eukaryotes, and their specific roles, are largely unknown. In this review, we describe the mammalian ATG8/LC3 family and discuss recent advancements in understanding their roles in the autophagic process.
Objective: Autophagy is highly active in ovariectomized mice experiencing hormone deprivation, especially in the uterine mesenchyme. Autophagy is responsible for the turnover of vasoactive factors in the uterus, which was demonstrated in anti-Müllerian hormone receptor type 2 receptor (Amhr2)-Cre-driven autophagy-related gene 7 (Atg7) knockout (Amhr-Cre/Atg7f/f mice). In that study, we uncovered a striking difference in the amount of sequestosome 1 (SQSTM1) accumulation between virgin mice and breeder mice with the same genotype. Herein, we aimed to determine whether repeated breeding changed the composition of mesenchymal cell populations in the uterine stroma. Methods: All female mice used in this study were of the same genotype. Atg7 was deleted by Amhr2 promoter-driven Cre recombinase in the uterine stroma and myometrium, except for a triangular stromal region on the mesometrial side. Amhr-Cre/Atg7f/f female mice were divided into two groups: virgin mice with no mating history and aged between 11 and 12 months, and breeder mice with at least 6-month breeding cycles with multiple pregnancies and aged around 12 months. The uteri were used for Western blotting and immunofluorescence staining. Results: SQSTM1 accumulation, representing Atg7 deletion and halted autophagy, was much higher in virgin mice than in breeders. Breeders showed reduced accumulation of several vasoconstrictive factors, which are potential autophagy targets, in the uterus, suggesting that the uterine stroma was repopulated with autophagy-intact cells during repeated pregnancies. Conclusion: Multiple pregnancies seem to have improved the uterine environment by replacing autophagy-deficient cells with autophagy-intact cells, providing evidence of cell mixing.
Kim, Hee Yeon;Kim, Hye Jin;Hwang, Ji Sun;Lee, Won Jun
Journal of Life Science
/
v.24
no.11
/
pp.1180-1186
/
2014
Autophagy, the lysosomal degradation pathway, is an intracellular recycling system that is necessary for the metabolic benefits of exercise and for producing lasting beneficial effects of exercise in various diseases. However, the most recent studies have only examined the effect of a single bout of exercise or resistance exercise on autophagic responses. To determine the differential effects of acute and chronic exercise on the expression of autophagy-related genes in D. melanogaster, white-eyed mutant D. melanogaster were assigned randomly to four groups: control, acute exercise, 2 hr chronic exercise, and 3 hr chronic exercise. The flies were exercised using a mechanized platform known as the Power Tower. Our results revealed that a single bout of exercise resulted in increased mRNA levels of the Atg8a gene (~20%, p<0.05). However, Atg1 and Atg6 mRNA expression were not induced by acute exercise. Transcript levels of Atg6 (~29%, p<0.05) related to the nucleation of autophagosomes were significantly induced by 2 hr of chronic exercise. However, this chronic exercise was not enough to increase Atg1 and Atg8a mRNA expression. On the other hand, 3 hr of exercise for 7 days significantly increased Atg1, Atg6, and Atg8a gene expression-about 57%, 37%, and 71%, respectively (p<0.05). These results suggest that a single bout of exercise is not enough to induce full activation of selected autophagy-related genes in D. melanogaster. Our results demonstrated that chronic regular exercise induced autophagy-related gene expression, suggesting that chronic regular exercise training might be required to activate autophagic responses important for producing beneficial effects of exercise in various diseases.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
/
v.12
no.8
/
pp.3541-3546
/
2011
Autophagy is an evolutionarily conserved lysosomal pathway for degrading cytoplasmic proteins, macromolecules, and organelles in addition to recycling protein and ATP synthesis. Although autophagy is very important during embryogenesis, the mechanism underlying the dynamic development during this process remains largely unknown. In order to obtain insights into autophagy in early embryo development, we analyzed gene expression levels of autophagy-related genes (ATGs) in mouse embryos developing in vitro. Using real time RT-PCR technique, ATGs including Atg2a, Atg3, Atg4b, Atg5, Atg6, Atg7, Atg9a, and Wipi3, as maternal transcripts, were only up-regulated in 1-cell embryo stage before zygotic genomic activation (ZGA), and then expression decreased from 2-cell to blastocyst embryo stage. ATGs including Dram and Atg9b were expressed abundantly in 1-cell embryo state and in blastocyst embryo stage, athough Atg8 and Ulk1 were constantly expressed during preimplantation stage. However, Atg4d were only up-expressed from 4-cell to blastocyst stage. These results suggest that autophagy is related in mouse embryo, which possibly gives an important role for early development.
Autophagy-related protein 8 (Atg8) is an essential component of autophagy formation and encystment of cystforming parasites, and some protozoa, such as, Acanthamoeba, Entamoeba, and Dictyostelium, have been reported to possess a type of Atg8. In this study, an isoform of Atg8 was identified and characterized in Acanthamoeba castellanii (AcAtg8b). AcAtg8b protein was found to encode 132 amino acids and to be longer than AcAtg8 protein, which encoded 117 amino acids. Real-time PCR analysis showed high expression levels of AcAtg8b and AcAtg8 during encystation. Fluorescence microscopy demonstrated that AcAtg8b is involved in the formation of the autophagosomal membrane. Chemically synthesized siRNA against AcAtg8b reduced the encystation efficiency of Acanthamoeba, confirming that AcAtg8b, like AcAtg8, is an essential component of cyst formation in Acanthamoeba. Our findings suggest that Acanthamoeba has doubled the number of Atg8 gene copies to ensure the successful encystation for survival when 1 copy is lost. These 2 types of Atg8 identified in Acanthamoeba provide important information regarding autophagy formation, encystation mechanism, and survival of primitive, cyst-forming protozoan parasites.
Park, Jin-Ki;Yeo, Joon Mo;Cho, Kwanghyun;Park, Hyun-Jung;Lee, Won-Young
Journal of Animal Reproduction and Biotechnology
/
v.37
no.3
/
pp.169-175
/
2022
Bovine mammary epithelial (MAC-T) cells are commonly used to study mammary gland development and mastitis. Lipopolysaccharide is a major bacterial cell membrane component that can induce inflammation. Autophagy is an important regulatory mechanism participating in the elimination of invading pathogens. In this study, we evaluated the mechanism underlying bacterial mastitis and mammary cell death following lipopolysaccharide treatment. After 24 h of 50 ㎍/mL lipopolysaccharide treatment, a significant decrease in the proliferation rate of MAC-T cells was observed. However, no changes were observed upon treatment of MAC-T cells with 10 ㎍/mL of lipopolysaccharide for up to 48 h. Thus, upon lipopolysaccharide treatment, MAC-T cells exhibit dose-dependent effects of growth inhibition at 10 ㎍/mL and death at 50 ㎍/mL. Treatment of MAC-T cells with 50 ㎍/mL lipopolysaccharide also induced the expression of autophagy-related genes ATG3, ATG5, ATG10, ATG12, MAP1LC3B, GABARAP-L2, and BECN1. The autophagy-related LC3A/B protein was also expressed in a dose-dependent manner upon lipopolysaccharide treatment. Based on these results, we suggest that a high dose of bacterial infection induces mammary epithelial cell death related to autophagy signals.
Kwang Ho Lee;Adiyantara Gumilang;Teng Fu;Sung Wook Kang;Kyoung Su Kim
Mycobiology
/
v.50
no.6
/
pp.467-474
/
2022
Autophagy serves as a survival mechanism and plays important role in nutrient recycling under conditions of starvation, nutrient storage, ad differentiation of plant pathogenic fungi. However, autophagy-related genes have not been investigated in Colletotrichum scovillei, a causal agent of pepper fruit anthracnose disease. ATG8 is involved in autophagosome formation and is considered a marker of autophagy. Therefore, we generated an ATG8 deletion mutant, ΔCsatg8, via homologous recombination to determine the functional roles of CsATG8 in the development and virulence of C. scovillei. Compared with the wild-type, the deletion mutant ΔCsatg8 exhibited a severe reduction in conidiation. Conidia produced by ΔCsatg8 were defective in survival, conidial germination, and appressorium formation. Moreover, conidia of ΔCsatg8 showed reduced lipid amount and PTS1 selectivity. A virulence assay showed that anthracnose development on pepper fruits was reduced in ΔCsatg8. Taken together, our results suggest that CsATG8 plays various roles in conidium production and associated development, and virulence in C. scovillei.
Objective: Autophagy is a bulk degradation system for intracellular proteins which contributes to skeletal muscle homeostasis, according to previous studies in humans and rodents. However, there is a lack of information on the physiological role of autophagy in the skeletal muscle of meat animals. This study was planned as a pilot study to investigate changes in expression of two major autophagy-related genes, microtubule-associated protein 1 light chain $3{\beta}$ (MAP1LC3B) and autophagy related 7 (ATG7) in fattening beef cattle, and to compare them with skeletal muscle growth. Methods: Six castrated Japanese Black cattle (initial body weight: $503{\pm}20kg$) were enrolled in this study and fattened for 7 months. Three skeletal muscles, M. longissimus, M. gluteus medius, and M. semimembranosus, were collected by needle biopsy three times during the observation period, and mRNA levels of MAP1LC3B and ATG7 were determined by quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction. The expression levels of genes associated with the ubiquitin-proteasome system, another proteolytic mechanism, were also analyzed for comparison with autophagy-related genes. In addition, ultrasonic scanning was repeatedly performed to measure M. longissimus area as an index of muscle growth. Results: Our results showed that both MAP1LC3B and ATG7 expression increased over the observation period in all three skeletal muscles. Interestingly, the increase in expression of these two genes in M. longissimus was highly correlated with ultrasonic M. longissimus area and body weight. On the other hand, the expression of genes associated with the ubiquitin-proteasome system was unchanged during the same period. Conclusion: These findings suggest that autophagy plays an important role in the growth of skeletal muscle of fattening beef cattle and imply that autophagic activity affects meat productivity.
Po, Wah Wah;Choi, Won Seok;Khing, Tin Myo;Lee, Ji-Yun;Lee, Jong Hyuk;Bang, Joon Seok;Min, Young Sil;Jeong, Ji Hoon;Sohn, Uy Dong
Biomolecules & Therapeutics
/
v.30
no.4
/
pp.348-359
/
2022
Gastric adenocarcinoma is among the top causes of cancer-related death and is one of the most commonly diagnosed carcinomas worldwide. Benzyl isothiocyanate (BITC) has been reported to inhibit the gastric cancer metastasis. In our previous study, BITC induced apoptosis in AGS cells. The purpose of the present study was to investigate the effect of BITC on autophagy mechanism in AGS cells. First, the AGS cells were treated with 5, 10, or 15 μM BITC for 24 h, followed by an analysis of the autophagy mechanism. The expression level of autophagy proteins involved in different steps of autophagy, such as LC3B, p62/SQSTM1, Atg5-Atg12, Beclin1, p-mTOR/mTOR ratio, and class III PI3K was measured in the BITC-treated cells. Lysosomal function was investigated using cathepsin activity and Bafilomycin A1, an autophagy degradation stage inhibitor. Methods including qPCR, western blotting, and immunocytochemistry were employed to detect the protein expression levels. Acridine orange staining and omnicathepsin assay were conducted to analyze the lysosomal function. siRNA transfection was performed to knock down the LC3B gene. BITC reduced the level of autophagy protein such as Beclin 1, class III PI3K, and Atg5-Atg12. BITC also induced lysosomal dysfunction which was shown as reducing cathepsin activity, protein level of cathepsin, and enlargement of acidic vesicle. Overall, the results showed that the BITC-induced AGS cell death mechanism also comprises the inhibition of the cytoprotective autophagy at both initiation and degradation steps.
Boo, Sun-Jin;Piao, Mei Jing;Kang, Kyoung Ah;Zhen, Ao Xuan;Fernando, Pincha Devage Sameera Madushan;Herath, Herath Mudiyanselage Udari Lakmini;Lee, Seung Joo;Song, Seung Eun;Hyun, Jin Won
Biomolecules & Therapeutics
/
v.30
no.5
/
pp.447-454
/
2022
Few studies have evaluated the role of autophagy in the development of oxaliplatin (OXT) resistance in colon cancer cells. In this study, we compared the role of autophagy between SNU-C5 colon cancer cells and OXT-resistant SNU-C5 (SNU-C5/OXTR) cells. At the same concentration of OXT, the cytotoxicity of OXT or apoptosis was significantly reduced in SNU-C5/OXTR cells compared with that in SNU-C5 cells. Compared with SNU-C5 cells, SNU-C5/OXTR cells exhibited low levels of autophagy. The expression level of important autophagy proteins, such as autophagy-related protein 5 (Atg5), beclin-1, Atg7, microtubule-associated proteins 1A/1B light chain 3B I (LC3-I), and LC3-II, was significantly lower in SNU-C5/OXTR cells than that in SNU-C5 cells. The expression level of the autophagy-essential protein p62 was also lower in SNU-C5/OXTR cells than in SNU-C5 cells. In SNU-C5/OXTR cells, the production of intracellular reactive oxygen species (ROS) was significantly higher than that in SNU-C5 cells, and treatment with the ROS scavenger N-acetylcysteine restored the reduced autophagy levels. Furthermore, the expression of antioxidant-related nuclear factor erythroid 2-related factor 2 transcription factor, heme oxygenase-1, and Cu/Zn superoxide dismutase were also significantly increased in SNU-C5/OXTR cells. These findings suggest that autophagy is significantly reduced in SNU-C5/OXTR cells compared with SNU-C5 cells, which may be related to the production of ROS in OXT-resistant cells.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.