來自中科院微生物學(xué)研究所的研究人員證實(shí)，Cyclin D1可以不依賴Cdk4，而是通過提高NDR1/2的激酶活性來促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)程。這項(xiàng)研究發(fā)表在7月29日的《生物化學(xué)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(nèi)容包括：細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制，以及病毒與宿主互作的分子機(jī)制。在Science, Neuron, PNAS,等雜志上發(fā)表論文20余篇。

Cyclin/Cdks通過磷酸化下游底物在細(xì)胞周期進(jìn)程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用。不同的Cyclin/Cdks在細(xì)胞周期的不同階段執(zhí)行它們的功能。Cyclin D1/Cdk4復(fù)合物在G1期發(fā)揮重要的作用。它能夠磷酸化Rb家族蛋白，使得它們無法發(fā)揮轉(zhuǎn)錄抑制子功能，從而激活E2F依賴性的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)進(jìn)入S期，啟動(dòng)DNA合成。cyclin D1/Cdk4還可以磷酸化Smad3抑制它的轉(zhuǎn)錄活性和抗增殖功能。近期，研究揭示cyclin D1/Cdk4可以磷酸化轉(zhuǎn)錄因子FOXM1，提高它在黑色素瘤中的穩(wěn)定性和活性。

為了進(jìn)一步探索cyclin D1/Cdk4調(diào)控細(xì)胞周期進(jìn)程的機(jī)制，研究人員采用了一種TAP標(biāo)記純化方法來鑒別Cdk4互作蛋白，發(fā)現(xiàn)了NDR1/2蛋白。有趣的是，當(dāng)研究人員證實(shí)NDR1/2和cyclin D1/Cdk4之間的相互作用時(shí)，觀察發(fā)現(xiàn)NDR1/2可以獨(dú)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(fā)現(xiàn)，NDR1/2不影響cyclin D1/Cdk4磷酸化GST-Rb的激酶活性。他們證實(shí)，是cyclin D1而非Cdk4促進(jìn)了NDR1/2的激酶活性。

研究人員還證實(shí)，不能結(jié)合Cdk4的cyclin D1 K112E也可以促進(jìn)NDR1/2激酶活性。為了檢測(cè)cyclin D1是否是通過促進(jìn)NDR1/2激酶活性來促進(jìn)了G1/S期轉(zhuǎn)換，他們利用cyclin D1和cyclin D1 K112E四環(huán)素控制系統(tǒng)（tet-on）細(xì)胞系進(jìn)行了流式細(xì)胞儀分析。研究數(shù)據(jù)表明，cyclin D1和cyclin D1 K112E都能夠促進(jìn)G1/S期轉(zhuǎn)換。

重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)抑制NDR1/2可以幾乎完全地破壞cyclin D1 K112E促進(jìn)G1/S期轉(zhuǎn)換的功能。與此相一致，他們發(fā)現(xiàn)在過度表達(dá)cyclin D1 K112E的細(xì)胞中p21蛋白水平下降，而抑制NDR1/2則無此效應(yīng)。

這些研究結(jié)果揭示了cyclin D1的一項(xiàng)新功能機(jī)制：獨(dú)立于Cdk4，通過提高NDR激酶活性促進(jìn)了細(xì)胞周期的進(jìn)程。