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自噬是真核细胞中一种由溶酶体介导的降解途径,细胞通过形成一个称为自噬小体的双层膜结构,包裹一部分底物并运送到液泡或溶酶体中进行降解。目前对细胞自噬分子机制的了解几乎都是通过对单细胞酵母的研究得到的,在高等生物中细胞自噬的分子机制并不清楚,高等生物细胞自噬通路的调控机制也更加复杂。高等生物中会出现多个酵母自噬基因的同源基因,如atg-4、atg-8和atg-16,而且这些同源基因在生物体内的作用机制还知之甚少。本研究利用秀丽隐杆线虫这一多细胞模式生物,通过经典遗传筛选、遗传分析、分子生物学以及生物化学等实验方法,来研究多细胞生物的自噬通路。本研究的思路是：首先,通过遗传筛选得到线虫的自噬同源基因；然后,利用遗传、分子、生化等分析方法更全面深入的阐述线虫自噬基因在多细胞生物中的具体功能的异同。利用线虫进行遗传筛选,通过两个不同的筛选模式,得到了两个线虫atg-16的同源基因：atg-16.1和atg-16.2。遗传学实验证明atg-16.1和atg-16.2在自噬通路以及自噬相关通路中共同发挥作用,而且atg-16.2发挥主要作用,而atg-16.2; atg-16.1双突变体则表现出更强的自噬缺陷表型,比任何一个单突变体的表型都强。生物信息学分析表明,线虫中ATG-16和高等哺乳动物的Atg16有着较高的蛋白质序列相似性,而且线虫ATG-16的蛋白序列也由氨基端的ATG-5结合结构域,中间介导自身形成多聚体的螺旋-螺旋结构域,以及羧基端的7个WD40重复序列结构域组成。ATG-16.2和人类ATG16L1有28.8%的氨基酸序列同源性和48.3%的相似性；ATG-16.1和人类ATG16L1有29.7%氨基酸序列同源性和49.3%相似性。实验证明ATG-16.1和ATG-16.2可以形成同源及异源的双聚体,而且ATG-16.1和ATG-16.2都可以与ATG-5相互作用。此外,实验表明atg-16.1突变体中LGG-1的表达模式与野生型相似,形成点状聚集体。而atg-16.2和atg-16.2; atg-16.1双突变体中我们能检测到脂化的LGG-1,却检测不到LGG-1聚集体。而且发现在细胞膜上表达的atg-16.2可以将LGG-1定位在细胞膜上,表明atg-16.2对LGG-1的脂化作用没有影响,但是对脂化的LGG-1的定位有关键作用。此外,研究表明羧基端的WD40结构域与PI3P结合,这是以往研究所不曾发现的,但是atg-16.2羧基端的功能目前还没有研究清楚,本论文初步认为羧基端不参与调控细胞自噬通路。最后通过遗传学分析,将线虫atg-16基因在自噬通路中的具体作用位置定位于atg-2、epg-6和atg-18的上游。本项研究以线虫多细胞模式生物为研究材料,利用遗传生化分析手段深入研究线虫的两个atg-16同源基因在自噬通路中的功能,阐明了线虫atg-16不影响LGG-1的脂化,但是参与LGG-1聚集体的形成,而且指出这两个同源基因在功能上有一定的重复性。