Acting as a cellular cleaner by packaging and transporting defective proteins and organelles to lysosomes for breakdown, autophagic process is involved in the regulation of cell remodeling after cell damage or cell death in both vertebrate and invertebrate. In human, limitations on the regenerative capacity of specific tissues and organs make it difficult to recover from diseases. Comprehensive understanding on its mechanism within invertebrate have strong potential provide helpful information for challenging these diseases. In this study, recent findings on the autophagy function in three invertebrates including planarian, hydra and leech with remarkable regenerative ability were summarized. Furthermore, molecular phylogenetic analyses of DjATGs and HvATGs were performed on these three invertebrates compared to that of Saccharomyces cerevisiae, Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster, Mus musculus and Homo sapiens. In comparison with Scerevisiae, C elegans, D melanogaster, M musculus and human, our analysis exhibits the following characteristics of autophagy and its function in regeneration within invertebrate. Phylogenetical analysis of ATGs revealed that most autophagy-related genes (ATGs) were highly similar to their homologs in other species, which indicates that autophagy is a highly conservative biological function in both vertebrate and invertebrate. Structurally, almost all the core amino acids necessary for the function of ATG8 in mammal were observed in invertebrate HvATG8s and DjATG8s. For instance, ubiquitin-like domain as a signature structure in each ATG8, was observed in all ATG8s in three invertebrates. Basically, autophagy plays a key role in the regulation of regeneration in planarian. DjATG8-2 and DjATG8-3 associated with mTOR signaling pathway are sophisticated in the invertebrate tissue/organ regeneration. Furthermore, autophagy is involved in the pathway of neutralization of toxic molecules input from blood digestion in the leech. The recent investigations on autophagy in invertebrate including planarian, hydra and leech suggest that autophagy is evolutionally conserved from yeast to mammals. The fundamental role of its biological function in the invertebrate contributing to the regeneration and maintenance of cellular homeostasis in these three organisms could make tremendous information to confront life threatening diseases in human including cancers and cardiac disorders.

中文翻译：

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自噬及其在无脊椎动物再生和重塑中的作用

作为细胞清洁剂，通过包装缺陷蛋白质和细胞器并将其运送到溶酶体进行分解，自噬过程参与调节脊椎动物和无脊椎动物的细胞损伤或细胞死亡后的细胞重塑。在人类中，特定组织和器官的再生能力受到限制，使其难以从疾病中恢复。全面了解其在无脊椎动物中的机制具有强大的潜力，可为挑战这些疾病提供有用的信息。本研究总结了涡虫、水螅和水蛭三种具有显着再生能力的无脊椎动物的自噬功能的最新发现。此外，与酿酒酵母相比，对这三种无脊椎动物进行了 DjATG 和 HvATG 的分子系统发育分析，秀丽隐杆线虫、黑腹果蝇、小家鼠和智人。与 Scerevisiae、C elegans、D melanogaster、M musculus 和人类相比，我们的分析显示了自噬的以下特征及其在无脊椎动物再生中的功能。ATGs的系统发育分析表明，大多数自噬相关基因（ATGs）与其在其他物种中的同源物高度相似，这表明自噬在脊椎动物和无脊椎动物中都是一种高度保守的生物学功能。在结构上，在无脊椎动物 HvATG8s 和 DjATG8s 中观察到几乎所有在哺乳动物中 ATG8 功能所必需的核心氨基酸。例如，在三种无脊椎动物的所有 ATG8 中都观察到泛素样结构域作为每个 ATG8 中的特征结构。基本上，自噬在涡虫的再生调控中起关键作用。与 mTOR 信号通路相关的 DjATG8-2 和 DjATG8-3 在无脊椎动物组织/器官再生中非常复杂。此外，自噬参与中和来自水蛭血液消化的有毒分子的途径。最近对包括涡虫、水蛭和水蛭在内的无脊椎动物自噬的研究表明，从酵母到哺乳动物，自噬在进化上是保守的。其在无脊椎动物中的生物学功能的基本作用有助于这三种生物体中细胞稳态的再生和维持，可以为人类面临威胁生命的疾病（包括癌症和心脏疾病）提供大量信息。与 mTOR 信号通路相关的 DjATG8-2 和 DjATG8-3 在无脊椎动物组织/器官再生中非常复杂。此外，自噬参与中和来自水蛭血液消化的有毒分子的途径。最近对包括涡虫、水蛭和水蛭在内的无脊椎动物自噬的研究表明，从酵母到哺乳动物，自噬在进化上是保守的。其在无脊椎动物中的生物学功能的基本作用有助于这三种生物体中细胞稳态的再生和维持，可以为人类面临威胁生命的疾病（包括癌症和心脏疾病）提供大量信息。与 mTOR 信号通路相关的 DjATG8-2 和 DjATG8-3 在无脊椎动物组织/器官再生中非常复杂。此外，自噬参与中和来自水蛭血液消化的有毒分子的途径。最近对包括涡虫、水蛭和水蛭在内的无脊椎动物自噬的研究表明，从酵母到哺乳动物，自噬在进化上是保守的。其在无脊椎动物中的生物学功能的基本作用有助于这三种生物体中细胞稳态的再生和维持，可以为人类面临威胁生命的疾病（包括癌症和心脏疾病）提供大量信息。自噬参与中和来自水蛭血液消化的有毒分子的途径。最近对包括涡虫、水蛭和水蛭在内的无脊椎动物自噬的研究表明，从酵母到哺乳动物，自噬在进化上是保守的。其在无脊椎动物中的生物学功能的基本作用有助于这三种生物体中细胞稳态的再生和维持，可以为人类面临威胁生命的疾病（包括癌症和心脏疾病）提供大量信息。自噬参与中和来自水蛭血液消化的有毒分子的途径。最近对包括涡虫、水蛭和水蛭在内的无脊椎动物自噬的研究表明，从酵母到哺乳动物，自噬在进化上是保守的。其在无脊椎动物中的生物学功能的基本作用有助于这三种生物体中细胞稳态的再生和维持，可以为人类面临威胁生命的疾病（包括癌症和心脏疾病）提供大量信息。