Nature：同时靶向CDC7和CDK1有望更有效治疗癌症

在一项新的研究中，来自美国威尔康乃尔医学院和丹娜法伯癌症研究院的研究人员发现一种长期以来被认为在细胞分裂过程的早期发挥着重要作用的蛋白--CDC7--实际上可以被另一种名为CDK1的蛋白取代。这一发现代表了细胞生物学的一个基本进展，并可能导致新的癌症疗法，因为癌症经常改变细胞分裂的分子机制以维持其快速生长。相关研究结果于2022年5月4日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“CDC7-independent G1/S transition revealed by targeted protein degradation”。

这些作者确定了在多种哺乳动物细胞类型中去除CDC7的效果。这些研究结果表明同时靶向CDC7和CDK1可能是一种有效的癌症治疗策略。

论文共同通讯作者、威尔康乃尔医学院细胞与发育生物学教授Tobias Meyer博士说，“这项研究提供了对细胞分裂中最重要步骤之一的新认识，并为未来的癌症治疗提出了一组新的靶标。”

细胞分裂的过程，也称为细胞周期，在生物学中具有核心重要性。正如科学家们在近期几十年里所了解的那样，这一过程是由包括信号蛋白CDK1、CDK4、CDK6和CDC7在内的一组分子启动和控制的。关于这些蛋白如何协调细胞分裂的开始，人们已经知道了很多，而且通过阻断CDK4和CDK6来阻断细胞分裂的抗癌药物也已经在使用。但是CDK1和CDC7在细胞周期中的作用还有些模糊不清。

基于之前主要在酵母细胞中的实验，CDC7被认为对细胞分裂的一个关键初始步骤至关重要---将细胞从细胞周期的准备阶段（称为“G1”）转移到“S”阶段，在S阶段，细胞复制它的DNA并开始致力于分裂。

活细胞成像，图片来自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04698-x。

在这项新的研究中，这些作者使用了多种新的和早已投入使用的蛋白质除方法，取得了一个令人惊讶的发现：在不同的小鼠细胞类型中选择性地剔除小鼠版本的CDC7可能会减缓或停止细胞分裂，但是这只能持续一两天，随后细胞分裂继续进行。他们发现小鼠的细胞，也可能是所有哺乳动物的细胞，可以通过增加CDK1的活性来补偿CDC7的损失，尽管CDK1在结构上与CDC7非常不同，并且被认为在细胞分裂中具有完全独立的作用。

这些发现阐明了细胞周期的复杂分子编排，并表明同时阻断CDC7和CDK1可能是一种强大的抗癌新策略。这些作者如今正在继续梳理不同分子在细胞周期中的作用。

Meyer博士说，“这项新的研究强调了一个令人惊讶的事实，即细胞有时可以通过两种非常不同的蛋白而不是通过我们通常看到的两种密切相关的蛋白来实现特定功能的冗余。”

参考资料：

1. Jan M. Suski et al. CDC7-independent G1/S transition revealed by targeted protein degradation. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04698-x.

2. Advance in understanding cell division could lead to new cancer treatments
https://news.weill.cornell.edu/news/2022/05/advance-in-understanding-cell-division-could-lead-to-new-cancer-treatments