G1/S-специфический циклин Cln3 представляет собой белок , который кодируется геном CLN3 . Белок Cln3 представляет собой циклин G1 почкующихся дрожжей , который контролирует время Start , точку включения в митотический клеточный цикл. Он является вышестоящим регулятором других циклинов G1 [1] и считается ключевым регулятором, связывающим рост клеток с прогрессированием клеточного цикла. [2] [3] Это нестабильный белок массой 65 кДа; [4] как и другие циклины , он функционирует путем связывания и активации циклинзависимой киназы (CDK). [5]
Cln3 регулирует Start , точку, в которой почкующиеся дрожжи совершают переход G1/S и, таким образом, раунд митотического деления. Впервые он был идентифицирован как ген, контролирующий этот процесс, в 1980-х годах; исследования за последние несколько десятилетий обеспечили механистическое понимание его функции.
Ген CLN3 первоначально был идентифицирован как аллель whi1-1 при скрининге мутантов малого размера Saccharomyces cerevisiae (о роли Cln3 в контроле размера см. ниже ). [6] [7] Этот скрининг был вдохновлен аналогичным исследованием Schizosaccharomyces pombe , в котором ген Wee1 был идентифицирован как ингибитор прогрессирования клеточного цикла, поддерживающий нормальный размер клеток. [8] Т.о., сначала предполагалось, что ген WHI1 выполняет функцию контроля размера, аналогичную таковой у Wee1 у pombe . Однако позже было обнаружено, что WHI1на самом деле был положительным регулятором Start , поскольку его делеция вызывала задержку клеток в G1 и их рост по сравнению с клетками дикого типа. [9] [10] Исходный аллель WHI1-1 (измененный с whi1-1, поскольку он является доминантным аллелем) на самом деле содержал бессмысленную мутацию , которая удалила способствующую деградации последовательность PEST из белка Whi1 и, таким образом, ускорила прогрессирование G1. [4] [9] Кроме того, было обнаружено, что WHI1 является гомологом циклина, [9] и было показано, что одновременная делеция WHI1 , переименованного в CLN3, и ранее идентифицированных циклинов G1, CLN1и CLN2 , вызывали постоянную остановку G1. [11] [12] Это показало, что три циклина G1 ответственны за контроль входа в Start у почкующихся дрожжей.
Три циклина G1 взаимодействуют, чтобы провести дрожжевые клетки через переход G1-S, т.е. войти в S-фазу и начать репликацию ДНК . Текущая модель регуляторной сети генов, контролирующей переход G1-S, показана на рисунке 1.
Ключевыми мишенями циклинов G1 в этом переходе являются факторы транскрипции SBF и MBF (не показаны на диаграмме), [13] [14] [15] [16] , а также ингибитор циклина B-типа Sic1 . [17] Cln-CDK активируют SBF путем фосфорилирования и стимулирования экспорта из ядра его ингибитора, Whi5 , который связывается с промотором, связанным с SBF. [18] [19] [20] [21] [22] Точный механизм активации MBF неизвестен. Вместе эти транскрипционные факторы способствуют экспрессии более 200 генов, кодирующих белки, необходимые для осуществления биохимической активности S-фазы.[23] [24] К ним относятся циклины S-фазы Clb5 и Clb6 , которые связывают CDK для фосфорилирования мишеней S-фазы. Однако комплексы Clb5,6-CDK ингибируются Sic1, поэтому инициация S-фазы требует фосфорилирования и деградации Sic1 с помощью Cln1,2-CDK для полного протекания. [17]