與癌癥有關(guān)的DNA復(fù)制蛋白

日期：2012-05-15 08:20:58

來自北卡羅來納大學(xué)教堂山分校，杜克大學(xué)等處的研究人員發(fā)表了題為“Recruitment of the human Cdt1 replication licensing protein by the loop domain of Hec1 is required for stable kinetochore–microtubule attachment”的文章，發(fā)現(xiàn)一種DNA復(fù)制必需蛋白：Cdt1在細(xì)胞周期有絲分裂過程中扮演了重要角色，這有助于解釋為什么如此多種類的癌癥不僅會發(fā)生染色體不穩(wěn)定，而且也出現(xiàn)比正常46條染色體多或者少的情況。相關(guān)成果公布在Nature Cell Biology雜志上。

文章的通訊作者是北卡羅來納大學(xué)教堂山分校醫(yī)學(xué)院生化及生物物理，藥理學(xué)副教授Jeanette Gowen Cook，以及E. D. Salmon，其中Cook副教授表示，“這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)令人驚訝，因?yàn)橹拔覀冋J(rèn)為我們已經(jīng)對了解了這一蛋白功能——在復(fù)制準(zhǔn)備階段，結(jié)合蛋白到DNA上”，“然而沒有料到，這一蛋白還有一個隱蔽的工作，參與到了細(xì)胞周期中。”

細(xì)胞周期是細(xì)胞中必不可少的組成部分，包括細(xì)胞生長，復(fù)制，分裂成兩個子細(xì)胞這一過程。具體來說細(xì)胞周期是由四個不同階段組成：G1期（Gap 1），S期（DNA合成），M期（有絲分裂），以及G2期（Gap 2）。Cook研究組聚焦于G1期，他們發(fā)現(xiàn)在這一期間，Cdt1蛋白能將蛋白放置在準(zhǔn)備復(fù)制的遺傳物質(zhì)上。

Cdt1蛋白是DNA復(fù)制起始調(diào)控中的重要蛋白，當(dāng)復(fù)制起始點(diǎn)識別復(fù)合體（Orc蛋白）與復(fù)制起點(diǎn)結(jié)合后，將會募集Cdc6與Cdt1，結(jié)合ATP的Cdc6將改變Orc構(gòu)型并與Cdt1一同促進(jìn)Mcm在DNA復(fù)制起始位點(diǎn)上結(jié)合以形成前DNA復(fù)制復(fù)合體。

在這項(xiàng)研究中，Cook等人通過分子篩選，識別出了Cdt1蛋白在細(xì)胞內(nèi)的可能相互作用蛋白，她本來只是希望能發(fā)現(xiàn)更多調(diào)控復(fù)制的因子，但是結(jié)果驚訝的發(fā)現(xiàn)了一個參與了有絲分裂的蛋白。

這個蛋白就是Hec1（癌癥高表達(dá)蛋白，highly expressed in cancer），Hec1蛋白有助于確保復(fù)制染色體能平均的分配到有絲分裂，或者細(xì)胞分裂的兩個子細(xì)胞中，Cook假設(shè)要不是Hec1蛋白具有之前未知的DNA復(fù)制功能，要不就是Cdt1蛋白具有另外的作用。

于是Cook與Hec1研究專家Salmon教授合作，探討這兩種可能性。之后他們在Cdt1蛋白參與復(fù)制的同時，干擾這一蛋白的功能，看到底它會給有絲分裂帶來什么樣的影響。利用高強(qiáng)度顯微技術(shù)（能記錄活細(xì)胞情況），研究人員發(fā)現(xiàn)Cdt1功能被抑制的細(xì)胞中，并沒有正常的有絲分裂。

研究人員一旦了解到Cdt1蛋白參與了有絲分裂，他們就希望能進(jìn)一步掌握其功能，因此通過進(jìn)一步結(jié)合遺傳學(xué)，顯微技術(shù)，和計(jì)算機(jī)方法，研究人員證明抑制了Cdt1的作用，Hec1蛋白就無法調(diào)控細(xì)胞內(nèi)構(gòu)象，而這對于將染色體與一種結(jié)構(gòu)聯(lián)系在一起是必需的，這一結(jié)構(gòu)能將染色體分配到子細(xì)胞中。

Cook表示，Cdt1數(shù)量異常的細(xì)胞，比如癌細(xì)胞，會出現(xiàn)復(fù)制和有絲分裂雙重問題，目前一個臨床試驗(yàn)就在嘗試提高癌細(xì)胞中Cdt1的含量。