Autofagosomer dannes først som skålformede membraner i cellen, som derefter vokser til at opsluge det cellulære materiale, der er udpeget til destruktion. Dannelsen af disse membraner katalyseres af et komplekst maskineri af proteiner. "Vi har et meget godt kendskab til de faktorer, der er involveret i dannelsen af autofagosomer," forklarer gruppeleder Sascha Martens, "men hvordan de går sammen for at igangsætte dannelsen af disse membraner har hidtil været gådefuldt."
En af faktorerne er Atg9, et protein, hvis betydning i processen var kendt, men hvis rolle ikke var klar. Atg9 findes i små intracellulære vesikler. Forskerne Justyna Sawa-Makarska, Verena Baumann og Nicolas Coudevylle fra Martens-laboratoriet viser nu, at de danner en platform, hvorpå autofagimaskineriet kan samles for at bygge autofagosomet. "Atg9-vesikler er rigelige i cellen, hvilket betyder, at de hurtigt kan rekrutteres, når der er behov for autofagosomer," forklarer gruppeleder Sascha Martens.
Celler indkapsler last i vesikler, så de kan transporteres og nedbrydes korrekt i et kemisk miljø, der er anderledes end det, der norm alt findes i celler. Autofagosomer består derfor af en dobbelt membran lavet af fosfolipider. Denne fedtede konvolut skaber en vandtæt pakke, der adskiller materialet fra cellens vandige omgivelser og markerer det for nedbrydning. Atg9-vesikler leverer imidlertid ikke hovedparten af lipiderne til det voksende autofagosomet.
For at forstå et komplekst maskineri som cellen hjælper det ofte at skille det ad og genopbygge det. Biogenesen af autophagosom involverer adskillige proteiner. Ved at isolere og karakterisere 21 af disse komponenter har forskerne været i stand til at genopbygge dele af autofagimaskineriet i 'reagensrøret' - en besværlig proces, der tog Sascha Martens og hans team næsten ti år. "Med denne tilgang kunne vi rekonstruere de tidlige trin af autophagosom biogenese på en kontrolleret måde," siger han. Med det omfattende værktøjssæt, som Martens-laboratoriet har udviklet, sigter forskerne nu på at optrevle de næste trin i autofagosomets biogene-sis. Forskningsprojektet var et samarbejde mellem Martens-laboratoriet med Gerhard Hummer og Soeren von Bülow fra Max Planck Institute for Biophysics i Frankfurt og Martin Graef fra Max Planck Institute for Biology of Aging i Köln.
