分享一篇发表在Nature Cell Biology上的文章“METALIC reveals interorganelle lipid flux in live cells by enzymatic mass tagging”，通讯作者是来自苏黎世联邦理工的Arun T. John Peter和来自牛津大学的Benoît Kornmann，他们的主要研究兴趣是细胞器生物学。

      细胞器活动与其膜的组成和功能密切相关，不同细胞器间会发生脂质的合成和运输，但目前人们对体内脂质转运途径和脂质转运蛋白（Lipid Transport Proteins，LTPs）功能了解较少，这主要是由于现有脂质研究工具的局限性。因此作者介绍了一种名为 METALIC（Mass tagging-Enabled TrAcking of Lipids In Cells）的通用方法来跟踪细胞内的细胞器间脂质流动，它利用酶介导的质量标记来测量体内两个细胞器之间特定脂质的交换。

      该策略的原理如下：作者使用两种酶，一种针对“供体”细胞器，另一种针对“受体”细胞器，为脂质添加两个不同的质量标签。然后使用基于质谱检测带有两个质量标签的脂质来量化两个细胞器之间的交换。脂质修饰酶靶向感兴趣的“供体”隔间，在其中化学修饰脂质，引入诊断性“质量标签”。在运输到“受体”隔间后，质量标记的脂质会遇到第二种酶，该酶会引入不同的质量标记。

      在酵母体系中，为了监测内质网-线粒体脂质转运，作者测试并使用了CFA酶使其靶向线粒体基质，这是一种可溶性细菌酶，它在磷脂脂肪酰基链的双键上引入来自S-腺苷甲硫氨酸 (SAM) 的亚甲基，形成环丙烷环。带上可识别的+14 Da的质量标签。而内源性PE甲基转移酶Cho2和Opi3定位于内质网，可以使用SAM作为甲基供体。用氘代蛋氨酸脉冲标记细胞并监测单标记和双标记磷脂的出现，前者表示仅出现在内质网（+9 Da）或线粒体（+16 Da）的脂质，后者则指示脂质转发生在内质网和线粒体之间（+25 Da）。

      随后，作者使用METALIC系统对脂质转运蛋白系统ERMES和Vps13-Mcp1复合物在内质网-线粒体脂质交换中的作用进行了测试，证实了它们的转运活性。接着，为了评估 METALIC 是否可用于高等真核生物，作者通过慢病毒转导在 HeLa 细胞中表达了各种 mCherry 标记的细胞器靶向CFA酶构建体。免疫荧光和蛋白质印迹证实了正确的定位和表达，说明CFA酶可用于在高等真核生物中以细胞器特异性方式修饰脂质，为METALIC在真核中的应用提供了可能。

      总的来说，本文开发并测试了METALIC的功能，这是一种使用内质网-线粒体作为模型细胞器来探测体内细胞器间脂质转运的通用策略。

本文作者：FTY

责任编辑：WXH

全文链接：https://www.nature.com/articles/s41556-022-00917-9

文章引用：DOI: 10.1038/s41556-022-00917-9