Autophagosom

Autophagosomen bilden sich de novo unter bestimmten physiologischen Bedingungen, die den Prozess der Autophagie starten. Dazu gehört zum Beispiel ein zellulärer Mangel an Aminosäuren, der einen Trigger für die "Selbstverdauung" der Zelle darstellt.

Die Bildung eines Autophagosoms beginnt mit der Entstehung eines flachen, doppelwandigen Membranblatts – des sogenannten Phagophors. Diese Struktur umschließt zytosolische Bestandteile oder beschädigte Zellkomponenten. Anschließend formt sie ein doppelmembraniges Vesikel, das Autophagosom, das schließlich mit einem Lysosom fusioniert. Die Enzyme des Lysosoms (u.a. Hydrolasen) bauen das eingeschlossene Material ab.

Nach heutigem Kenntnisstand (2025) erfolgt die Autophagosomenbildung primär am endoplasmatischen Retikulum (ER), insbesondere an spezialisierten Untereinheiten, den sogenannten Omegasomen. Dabei handelt es sich um ringförmige, DFCP1-positive Domänen, die reich an Phosphatidylinositol-3-phosphat (PI3P) sind. Die PI3P-Anreicherung rekrutiert spezifische Bindungspartner und markiert den Ort der Phagophor-Assemblierung. Funktionell übernehmen Omegasomen eine Gerüstfunktion für die Assemblierung des Phagophors. Zusätzlich sind sie an der Lipidversorgung zur Membranexpansion durch enge Membrankontaktstellen mit dem ER beteiligt. Da Phagophore schnell wachsen und häufig mehrere gleichzeitig in einer Zelle entstehen, ist eine rasche und substanzielle Lipidsynthese erforderlich.^[1]

Menschliche Autophagosomen besitzen einen Durchmesser zwischen 500 und 1.500 nm. In einigen Zelltypen, z.B. embryonalen Stammzellen und Hepatozyten sind sie lichtmikroskopisch als ringförmige Strukturen erkennbar. Sie bestehen aus einer Doppelmembran, in die wenige spezifische Proteine, sogenannte ATG-Proteine, integriert sind.