Une protéine appelée CDC7, longtemps considérée comme jouant un rôle essentiel au début du processus de division cellulaire, est en fait remplaçable par une autre protéine appelée CDK1, selon une étude menée par des chercheurs de Weill Cornell Medicine et du Dana Farber Cancer Institute. Cette découverte représente une avancée fondamentale en biologie cellulaire et pourrait conduire à de nouvelles thérapies contre le cancer, car les cancers modifient fréquemment la machinerie moléculaire de la division cellulaire pour soutenir leur croissance rapide.
L’étude, publiée en ligne le 4 mai dans Nature, ont déterminé les effets de la suppression de CDC7 dans une variété de types de cellules de mammifères, un processus qui a été difficile à réaliser. Les résultats suggèrent que cibler simultanément CDC7 et CDK1 pourrait être une stratégie efficace de traitement du cancer.
« Cette étude fournit de nouvelles informations sur l’une des étapes les plus importantes de la division cellulaire et suggère un nouvel ensemble de cibles pour les futures thérapies contre le cancer », a déclaré le Dr Tobias Meyer, professeur Joseph Hinsey en biologie cellulaire et développementale et membre du Sandra et Edward Meyer Cancer Center à Weill Cornell Medicine.
L’autre co-auteur principal de l’étude est le Dr Peter Sicinski, professeur de génétique à la Harvard Medical School et chercheur au Dana-Farber Cancer Institute, et les premiers auteurs sont le Dr Jan Suski, chercheur postdoctoral au Sicinski Lab à Dana-Farber et Nalin Ratnayeke, étudiante diplômée au Meyer Lab de Weill Cornell Medicine.
Le processus de division cellulaire, également appelé cycle cellulaire, est d’une importance capitale en biologie. Comme les scientifiques l’ont appris au cours des dernières décennies, ce processus est initié et contrôlé par un grand nombre de molécules, notamment les protéines de signalisation CDK1, CDK4, CDK6 et CDC7. On en sait déjà beaucoup sur la façon dont ces protéines orchestrent le début de la division cellulaire, et des médicaments anticancéreux qui bloquent la division cellulaire en bloquant à la fois CDK4 et CDK6 sont déjà utilisés. Mais les rôles du cycle cellulaire de CDK1 et CDC7 ont été quelque peu troubles.
Sur la base d’expériences antérieures principalement dans des cellules de levure, CDC7 était considéré comme largement essentiel pour une étape initiale clé de la division cellulaire – déplacer la cellule de la phase préparatoire du cycle cellulaire, appelée « G1 », à la phase « S » dans laquelle le la cellule duplique son ADN et s’engage à se diviser.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé une variété de méthodes nouvelles et établies d’élimination des protéines pour faire une découverte surprenante : la suppression sélective de la version souris de CDC7 dans différents types de cellules peut ralentir ou arrêter la division cellulaire, mais seulement pendant un jour ou deux avant. la division cellulaire reprend. Les chercheurs ont découvert que les cellules de souris, et vraisemblablement de tous les mammifères, peuvent compenser la perte de CDC7 par une activité accrue de CDK1, même si cette dernière est structurellement très différente de CDC7 et qu’on pensait qu’elle avait un rôle complètement distinct dans la division cellulaire. .
Les résultats éclairent l’orchestration moléculaire complexe du cycle cellulaire et suggèrent que le blocage simultané de CDC7 et de CDK1 pourrait constituer une nouvelle stratégie puissante contre le cancer. Les chercheurs continuent maintenant de démêler les rôles des différents acteurs moléculaires dans le cycle cellulaire.
« Ce travail met en évidence le fait surprenant que les cellules peuvent parfois atteindre une redondance pour une fonction donnée avec deux classes de protéines très différentes, et pas seulement avec deux protéines étroitement liées comme nous avons l’habitude de le voir », a déclaré le Dr Meyer.
Jan M. Suski et al, transition G1/S indépendante de CDC7 révélée par une dégradation ciblée des protéines, Nature (2022). DOI : 10.1038/s41586-022-04698-x