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Cell Death果蝇DNA损伤后细胞增殖与凋亡的协调

2021.12.16
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愿湫,十里亭

清风拂过十里亭,踏过春雪只待君。

  暴露于遗传毒性应激可促进细胞周期停滞和DNA修复或凋亡。这些“生”或“死”细胞命运的决定通常取决于肿瘤抑制基因53的活性。因此,对p53的精确调控对于维持组织内环境平衡和防止肿瘤的发展至关重要。然而,细胞周期进程是如何影响p53细胞命运的,目前尚不清楚。

  已经提出了几种机制来解释dna损伤细胞不同的凋亡敏感性,这取决于它们的增殖状态。这包括促凋亡基因调节区的表观遗传沉默和蛋白酶体依赖的p53降解。作者在翼盘细胞中的研究结果表明,在细胞周期和实验停滞或内周期诱导的细胞中,p53蛋白水平和位于therprandidlocus的染色质可及性是相似的。相反,我们的实验指向CDK1对p53促凋亡活性的直接调节。

  在这项工作中,作者证明了p53与Cdk1在物理上相互作用,并且Cdk1调节p53与促凋亡基因的p53RE的结合。在分子水平上研究Cdk1如何影响p53的转录输出将是一件很有趣的事情。一种可能是P53被激活的CDK1磷酸化,使得能够选择将细胞周期进展与P53转录输出联系起来的特定靶点。

  感知DNA损伤的细胞面临细胞周期阻滞、DNA修复或诱导凋亡等拮抗反应。在这些存活和促凋亡的细胞命运决定中,p53起着核心作用。P53活性受到翻译后修饰、辅因子相互作用、染色质结构和细胞环境的严格调控。此外,在这项工作中,作者证明了p53诱导的细胞凋亡需要激活的CDK1。然而,作者也描述了野生型周期细胞在G2期停滞并在IR时死亡。这种G2停滞是短暂的,并由抑制CDK1激酶Myt1介导。

  作者认为,在这些早期辐照的椎间盘中,残留的活性Cdk1足以介导p53依赖的细胞凋亡,但不足以促进G2/M转移。一旦G2停滞被解除,IR后活性CDK1水平的逐渐积累将增加凋亡细胞的数量,并触发有丝分裂进入。从这个意义上说,诱导p53凋亡需要较低的活性cdk1水平,并且比需要cdk1磷酸化大量和各种蛋白质的G2/M转变反应更快。

  总之,作者提出通过调节cdk1活性的细胞周期进程和p53的促凋亡功能之间的联系,使得dna损伤的细胞在dna修复机制运行时不受凋亡诱导的影响。在感觉到DNA损伤后,细胞激活有丝分裂检查点,使果蝇体内的细胞滞留在G2期,从而为DNA修复机制留出时间。这种有丝分裂延迟依赖于ATR/Mei41和Chk1/Grp,它们瞬时下调CDK1活性水平。

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DDR模型的简化表示

  细胞周期阻滞和凋亡保护是细胞衰老的标志。该结果提示,在不同的应激条件下,如dna或组织损伤和衰老,细胞可能通过调节细胞周期来防止凋亡诱导。


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