Белок CDC7, считавшийся ключевым для деления клеток, оказался заменяемым белком CDK1

Исследователи из Weill Cornell Medicine и Института рака Dana Farber установили, что белок CDC7, долгое время считавшийся незаменимым на раннем этапе деления клеток, на самом деле может быть заменён другим белком — CDK1. Это открытие представляет собой фундаментальный прорыв в клеточной биологии и может привести к новым методам лечения рака, поскольку раковые клетки часто изменяют молекулярный механизм деления для поддержания быстрого роста.

Исследование, опубликованное 4 мая в журнале Nature, определило последствия удаления CDC7 в различных типах клеток млекопитающих — процесс, который ранее было трудно осуществить. Результаты показывают, что одновременное воздействие на CDC7 и CDK1 может быть эффективной стратегией лечения рака.

"Это исследование даёт новое понимание одного из важнейших этапов деления клеток и предлагает новый набор мишеней для будущей терапии рака", — сказал доктор Тобиас Майер, профессор клеточной и эволюционной биологии и член Онкологического центра Сандры и Эдварда Майер в Weill Cornell Medicine.

Совместными старшими авторами исследования также являются доктор Питер Сицински, профессор генетики Гарвардской медицинской школы и исследователь Института рака Dana-Farber. Первые авторы — доктор Ян Сушко, постдок в лаборатории Сицински, и Налин Ратнайеке, аспирант в лаборатории Майера.

Ключевое открытие

Основываясь на предыдущих экспериментах, в основном на дрожжевых клетках, CDC7 считался абсолютно необходимым для ключевого начального шага деления — перехода клетки из подготовительной фазы клеточного цикла, называемой "G1", в "S"-фазу, когда клетка дублирует свою ДНК и становится готовой к делению.

В новом исследовании учёные использовали новые и уже известные методы удаления белков и сделали неожиданное открытие: избирательное удаление мышиной версии CDC7 в разных типах клеток может замедлить или остановить деление, но только на день или два, после чего оно возобновляется. Исследователи обнаружили, что клетки мышей (и, предположительно, всех млекопитающих) могут компенсировать потерю CDC7 за счёт повышенной активности CDK1 — несмотря на то, что эти белки структурно сильно различаются и считалось, что они играют совершенно разные роли.

Значение для науки и медицины

Эта работа подчёркивает удивительный факт, что клетки иногда могут обеспечить избыточность для определённой функции с помощью двух очень разных классов белков, а не только с помощью двух близкородственных белков, как мы привыкли видеть.

Полученные данные проливают свет на сложную молекулярную организацию клеточного цикла и предполагают, что одновременная блокировка как CDC7, так и CDK1 может стать мощной новой стратегией борьбы с раком. Исследователи продолжают изучать роли различных молекулярных участников этого процесса.