Современное представление о клеточном цикле

Молекулярная идентификация MPF как комплекса циклина B и циклин-зависимой киназы послужила стартовой точкой для множества работ по изучению клеточного цикла. В настоящее время ясно, что циклин B является регуляторной молекулой, необходимой для работы Cdk1 (рис. 5).

У млекопитающих циклин B синтезируется во время фазы G2 и формирует комплекс с Cdk1. На уровне комплекса, Cdk1 может быть фосфорилирован в трёх позициях: треонин-161, необходимый для активности Cdk1, треонин-14 и тирозин-15, ингибирующий Cdk1 во время фазы G2. При непосредственной готовности клетки к митозу, происходит дефосфорилирование Cdk1 по сайтам Thr-14 и Tyr-15. Монофосфорилированный Cdk1 модифицирует множество мишеней, непосредственно запуская митоз одновременно с индукцией деградации циклина B. Дефосфорилирование Cdk1 по положению Thr-161 ведёт к окончательной инактивации Cdk1 и выходу клетки из митоза.

Рис. 5. Современное представление о регуляции клеточного цикла. Пояснения в тексте. Взято из Cooper, Hausman. The cell, a molecular approach.

Заключение

Механизмы клеточного деления интересовали многие поколения исследователей. Постоянство этого процесса, являющегося основой жизни, давало предположение о сходстве его регуляции у всех организмов. Первые попытки выделения фактора, вызывающего прохождение мейоза в ооцитах лягушки, привели к открытию таинственного и гипотетического MPF. Впоследствии, в экспериментах на дрожжах, группами Лиланда Хартвела и Пола Нёрса были обнаружены гены, кодирующие циклин-зависимые киназы, мутации по которым ингибировали инициацию митоза. Эти работы были сведены в единое целое группой Тима Ханта, обнаружившей циклины – белки, чей уровень экспрессии коррелировал с фазами деления ооцитов морских ежей. Работы этих трёх групп учёных были высоко отмечены Нобелевской премией по физиологии и медицине в 2001 году.

В настоящее время данная область по-прежнему является широко исследуемой. Отчасти это связано с такой широко распространенной проблемой, как онкологические заболевания, для которых сложно разработать универсальную терапию. Однако все виды таких заболеваний имеют сходство: в них каким-либо образом нарушена регуляция клеточного цикла, что и приводит к неконтролируемой пролиферации. Возможно, в будущем именно исследования в этой области окажут значительное влияние на индустрию противораковых препаратов и помогут решить эту сложную задачу.