中科院JBC揭示細胞周期調控新機制
日期：2013-08-01 09:07:26
來自中科院微生物學研究所的研究人員證實，Cyclin D1可以不依賴Cdk4，而是通過提高NDR1/2的激酶活性來促進細胞周期進程。這項研究發表在7月29日的《生物化學雜志》（JBC）上。
中科院微生物研究所的葉昕（Xin Ye）研究員是這篇論文的通訊作者。其主要研究方向和內容包括：細胞周期調控機制，以及病毒與宿主互作的分子機制。在Science, Neuron, PNAS,等雜志上發表論文20余篇。
Cyclin/Cdks通過磷酸化下游底物在細胞周期進程中發揮重要的調控作用。不同的Cyclin/Cdks在細胞周期的不同階段執行它們的功能。Cyclin D1/Cdk4復合物在G1期發揮重要的作用。它能夠磷酸化Rb家族蛋白，使得它們無法發揮轉錄抑制子功能，從而激活E2F依賴性的轉錄，促進進入S期，啟動DNA合成。cyclin D1/Cdk4還可以磷酸化Smad3抑制它的轉錄活性和抗增殖功能。近期，研究揭示cyclin D1/Cdk4可以磷酸化轉錄因子FOXM1，提高它在黑色素瘤中的穩定性和活性。
為了進一步探索cyclin D1/Cdk4調控細胞周期進程的機制，研究人員采用了一種TAP標記純化方法來鑒別Cdk4互作蛋白，發現了NDR1/2蛋白。有趣的是，當研究人員證實NDR1/2和cyclin D1/Cdk4之間的相互作用時，觀察發現NDR1/2可以獨立于Cdk4，與cyclin D1相互作用。但NDR1/2和cyclin D1/Cdk4無法磷酸化彼此，此外，研究人員發現，NDR1/2不影響cyclin D1/Cdk4磷酸化GST-Rb的激酶活性。他們證實，是cyclin D1而非Cdk4促進了NDR1/2的激酶活性。
研究人員還證實，不能結合Cdk4的cyclin D1 K112E也可以促進NDR1/2激酶活性。為了檢測cyclin D1是否是通過促進NDR1/2激酶活性來促進了G1/S期轉換，他們利用cyclin D1和cyclin D1 K112E四環素控制系統（tet-on）細胞系進行了流式細胞儀分析。研究數據表明，cyclin D1和cyclin D1 K112E都能夠促進G1/S期轉換。
重要的是，研究人員發現抑制NDR1/2可以幾乎完全地破壞cyclin D1 K112E促進G1/S期轉換的功能。與此相一致，他們發現在過度表達cyclin D1 K112E的細胞中p21蛋白水平下降，而抑制NDR1/2則無此效應。
這些研究結果揭示了cyclin D1的一項新功能機制：獨立于Cdk4，通過提高NDR激酶活性促進了細胞周期的進程。
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