在一項新的研究中，來自美國威爾康乃爾醫(yī)學(xué)院和丹娜法伯癌癥研究院的研究人員發(fā)現(xiàn)一種長期以來被認(rèn)為在細(xì)胞分裂過程的早期發(fā)揮著重要作用的蛋白---CDC7---實際上可以被另一種名為CDK1的蛋白取代。這一發(fā)現(xiàn)代表了細(xì)胞生物學(xué)的一個基本進展，并可能導(dǎo)致新的癌癥療法，因為癌癥經(jīng)常改變細(xì)胞分裂的分子機制以維持其快速生長。相關(guān)研究結(jié)果于2022年5月4日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“CDC7-independent G1/S transition revealed by targeted protein degradation”。

這些作者確定了在多種哺乳動物細(xì)胞類型中去除CDC7的效果。這些研究結(jié)果表明同時靶向CDC7和CDK1可能是一種有效的癌癥治療策略。

論文共同通訊作者、威爾康乃爾醫(yī)學(xué)院細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)教授Tobias Meyer博士說，“這項研究提供了對細(xì)胞分裂中最重要步驟之一的新認(rèn)識，并為未來的癌癥治療提出了一組新的靶標(biāo)?！?/p>

細(xì)胞分裂的過程，也稱為細(xì)胞周期，在生物學(xué)中具有核心重要性。正如科學(xué)家們在近期幾十年里所了解的那樣，這一過程是由包括信號蛋白CDK1、CDK4、CDK6和CDC7在內(nèi)的一組分子啟動和控制的。關(guān)于這些蛋白如何協(xié)調(diào)細(xì)胞分裂的開始，人們已經(jīng)知道了很多，而且通過阻斷CDK4和CDK6來阻斷細(xì)胞分裂的抗癌藥物也已經(jīng)在使用。但是CDK1和CDC7在細(xì)胞周期中的作用還有些模糊不清。

基于之前主要在酵母細(xì)胞中的實驗，CDC7被認(rèn)為對細(xì)胞分裂的一個關(guān)鍵初始步驟至關(guān)重要---將細(xì)胞從細(xì)胞周期的準(zhǔn)備階段（稱為“G1”）轉(zhuǎn)移到“S”階段，在S階段，細(xì)胞復(fù)制它的DNA并開始致力于分裂。

活細(xì)胞成像，圖片來自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04698-x。

在這項新的研究中，這些作者使用了多種新的和早已投入使用的蛋白質(zhì)除方法，取得了一個令人驚訝的發(fā)現(xiàn)：在不同的小鼠細(xì)胞類型中選擇性地剔除小鼠版本的CDC7可能會減緩或停止細(xì)胞分裂，但是這只能持續(xù)一兩天，隨后細(xì)胞分裂繼續(xù)進行。他們發(fā)現(xiàn)小鼠的細(xì)胞，也可能是所有哺乳動物的細(xì)胞，可以通過增加CDK1的活性來補償CDC7的損失，盡管CDK1在結(jié)構(gòu)上與CDC7非常不同，并且被認(rèn)為在細(xì)胞分裂中具有完全獨立的作用。

這些發(fā)現(xiàn)闡明了細(xì)胞周期的復(fù)雜分子編排，并表明同時阻斷CDC7和CDK1可能是一種強大的抗癌新策略。這些作者如今正在繼續(xù)梳理不同分子在細(xì)胞周期中的作用。

Meyer博士說，“這項新的研究強調(diào)了一個令人驚訝的事實，即細(xì)胞有時可以通過兩種非常不同的蛋白而不是通過我們通?？吹降膬煞N密切相關(guān)的蛋白來實現(xiàn)特定功能的冗余?！保?a >生物谷 Bioon.com）

參考資料：

1. Jan M. Suski et al. CDC7-independent G1/S transition revealed by targeted protein degradation. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04698-x.

2. Advance in understanding cell division could lead to new cancer treatments
https://news.weill./news/2022/05/advance-in-understanding-cell-division-could-lead-to-new-cancer-treatments