植物细胞周期如何“刹车”？

（2021.1.16 华中农业大学）

1月15日，国际期刊Nucleic Acids Research在线发表我校生命科学技术学院严顺平教授课题组最新成果。该研究发现了蛋白激酶ATR 和WEE1的下游新组分，完善了ATR信号转导通路，揭示了细胞周期的“刹车”机制。

所有生物都需要把正确的遗传信息（DNA）传递给下一代。但是，DNA 不断地受到各种体外和体内因素的伤害。为了维持基因组的稳定性，所有生物都进化出了复杂而精细的DNA损伤应答机制，包括激活细胞周期检验点、DNA修复、转录调控和细胞凋亡等。细胞周期检验点的激活能使细胞周期进程暂停，以保证细胞有充足的时间进行DNA修复，在DNA损伤应答中发挥关键作用。

蛋白激酶ATR是DNA损伤修复通路中的最核心调控蛋白之一，主要参与DNA复制胁迫应答。在动物中，ATR主要通过调控细胞周期检测点激酶CHK1和细胞周期调控因子CDC25来发挥作用。但是，植物缺少CHK1和CDC25 的同源蛋白，因此ATR在植物中的作用机理尚不清楚。

王利利等人通过遗传筛选atr突变体的抑制子发现，突变MAC复合体（参与前体mRNA的剪接）的核心亚基PRL1能抑制拟南芥atr突变体对DNA复制胁迫诱导剂羟基脲（HU）的超敏感性。通过进一步的遗传学和生物化学研究，他们发现，在DNA复制胁迫发生时，ATR可以激活下游的蛋白激酶WEE1，WEE1通过磷酸化PRL1促进它的降解，PRL1的降解破坏了MAC復合体的功能，导致细胞周期基因的前体mRNA不能被正常剪接，从而阻制细胞周期进程。该研究发现了ATR 和WEE1的下游新组分，完善了植物的ATR信号转导通路，揭示了细胞周期调控的新机制，具有重要的科学意义。