WEE1 виявився потрібним для своєчасного входу клітин у фазу реплікації ДНК

Дослідники встановили, що білок-кіназа WEE1 потрібний клітинам для своєчасного переходу до S-фази — етапу клітинного циклу, під час якого відбувається реплікація ДНК. Результати роботи, опублікованої в Nature, суперечать попередньому припущенню, що пригнічення WEE1 має прискорювати цей перехід через підвищення активності CDK2.

У клітинах, які поверталися до поділу зі стану спокою, інгібування, виснаження за допомогою siRNA або індукована деградація WEE1 подовжували фазу G1. Значна частина клітин за 48 годин спостереження взагалі не переходила до S-фази. Експерименти проводили на клітинах людини hTert-RPE1, синхронізованих у ранній фазі G0/G1.

Висока активність CDK2 не прискорила перехід

Математична модель передбачала, що зниження активності WEE1 раніше активує CDK2 і скоротить G1-фазу. У дослідах справді зафіксували раннє та вище зростання активності CDK2 після застосування інгібітора WEE1 AZD1775, який раніше використовували в клінічних випробуваннях. Проте це не привело до швидшого входу клітин у S-фазу.

Автори також відстежили активність комплексу APC/C, пов’язаного з білком CDH1. Цей комплекс є одним із ключових регуляторів переходу G1/S. За блокування WEE1 APC/C CDH1 вимикався з такими самими часом і швидкістю відносно переходу G1/S, як і в контрольних клітинах. Це вказує, що для встановлення часу переходу до S-фази інактивація APC/C CDH1 важливіша за досягнення певного рівня активності CDK2.

Порушення підготовки до реплікації

Підвищена активність CDK2 у G1-фазі скорочувала період, протягом якого клітина готує точки початку реплікації ДНК. Дослідники спостерігали коротше накопичення ядерного білка CDC6, необхідного для формування передреплікативних комплексів, а також меншу кількість пов’язаного з хроматином білка MCM7.

Початок S-фази в оброблених інгібітором клітинах також мав аномальні ознаки: сигнал білка PCNA був слабшим, а його осередки — менш вираженими. Автори ідентифікували CDH1, кодований геном FZR1, як субстрат WEE1, пов’язаний із контролем клітинного циклу. WEE1 відомий як регулятор CDK1 і CDK2; інгібітори цього ферменту розробляли для лікування раків із мутаціями TP53, однак у роботі зазначено, що токсичні побічні ефекти невідомого походження призводили до призупинення частини випробувань.