董波课题组在细胞周期运转调控方面取得新进展
2022年7月3日,方宗熙-萨斯海洋分子生物学研究中心董波课题组在Cell Proliferation上发表最新研究成果“High abundance of CDC45 inhibits cell proliferation through elevation of HSPA6” 。该研究拓宽了人们对于细胞周期相关基因的表达水平调控细胞周期运转的认识,为后续肿瘤细胞靶点治疗研究提供了理论基础。
细胞周期运转的精准调控是维持有机体稳态发育的关键步骤。Cell Division Cycle 45 (CDC45)是参与真核细胞DNA复制起始过程的核心蛋白之一,且目前为止尚未发现可替代因子。根据之前的报道,cdc45在完成三次有丝分裂后的无DNA复制合成过程的海鞘胚胎脊索细胞中高表达。研究团队发现高表达水平的CDC45对于细胞周期运转具有负调控功能。过表达不同真核生物来源(Homo sapiens、Mus musculus、Ciona robusta)的CDC45均抑制细胞增殖过程(图1 A, B)。
图1. 高表达水平的CDC45抑制细胞增殖
进一步研究表明,过表达cdc45抑制细胞的DNA复制合成过程。流式分析结果显示,转染有eGFP::Hs-CDC45、eGFP::Mm-CDC45、eGFP::Cr-CDC45的HeLa细胞中,2 N染色体细胞群数目明显多于对照组,而4 N染色体细胞群数目明显少于对照组(图2 A, B)。
图2. 高表达水平的CDC45抑制DNA复制合成
随后,研究团队通过转录组测序分析,发现hspa6在过表达有cdc45的HeLa细胞中上调表达最为显著(图3 A)。高表达水平的HSPA6亦对HeLa细胞增殖与DNA复制过程具有抑制效应(图3 B, C)。进一步的营救实验表明,hspa6可能为参与高表达水平CDC45调控细胞周期运转的下游基因。同时转染hspa6-siRNA与Hs-cdc45可部分营救由于过表达cdc45导致的细胞增殖速率被抑制的表型(图3 D)。
图3. hspa6为高表达水平的CDC45调控细胞周期运转的下游基因
中国海洋大学方宗熙-萨斯海洋分子生物学研究中心董波教授为本论文的通讯作者。中心博士研究生付元元和副教授吕志一为共同第一作者,德国Philipps University孔德清博士和实验室范玉萍参与项目工作。研究工作获得国家重点研发项目和山东省泰山学者等项目资助。