De celcyclus is het systeem waardoor een cel groeit en zich deelt. Het is ook hoe een cel zijn DNA doorgeeft aan zijn nageslacht en waarom de celcyclus stopt als het DNA beschadigd is. omdat het anders het risico loopt deze schade door te geven aan dochtercellen. Wetenschappers van het Nara Institute of Science and Technology (NAIST) hebben een nieuw moleculair mechanisme gerapporteerd dat verklaart hoe deze stopzetting plaatsvindt. De studie, die kan worden ingelezen Natuurcommunicatie , toont de transcriptiefactorfamilie MYB3R voorkomt progressie naar de delingsfase (M-fase) van de celcyclus in Arabidopsis , een kleine bloeiende plant die lid is van de mosterdfamilie.

"Remming van celdeling als reactie op DNA-schade stelt cellen in staat om de integriteit van het genoom te behouden. De remming wordt gereguleerd door verschillende moleculen in dieren en planten, " legt NAIST-professor Masaaki Umeda uit, die de rol van stamcellen in plantengroei bestudeert.

MYB3R kan worden onderverdeeld in groepen transcriptie-activatoren (Act-MYB) en transcriptierepressoren (Rep-MYB). Planten groeien door hun wortelpunt en schieten naar de top, maar niet op DNA-schade. In de studie, Prof. Umeda en zijn collega's ontdekten dat beëindiging van de groei gepaard ging met een accumulatie van Rep-MYB-eiwitten in deze regio's en dat deze accumulatie afwezig was, de planten zouden tekenen van groeiende bladeren en bloemen vertonen.

Om te begrijpen hoe deze accumulatie plaatsvindt als reactie op DNA-schade, de wetenschappers overwogen de rol van CDK, of cycline-afhankelijke kinasen. CDK's zijn cruciaal voor de regulering van de celcyclus. DNA-schade onderdrukt CDK-activiteit, die progressie naar de M-fase voorkomt. Prof. Umeda ontdekte dat het remmen van CDK's, zelfs met de afwezigheid van DNA-schade, de Rep-MYB3R-accumulatie zou veroorzaken die wordt gezien bij DNA-schade en de celcyclus zou stoppen vóór de M-faseovergang. "We ontdekten dat CDK-activiteit vereist is voor de afbraak van Rep-MYB onder normale omstandigheden. De afbraak wordt onderdrukt door DNA-schade, " hij zei.

De studie vond verder dat de geaccumuleerde Rep-MYB-eiwitten zich richten op genen die verantwoordelijk zijn voor de overgang van de cel naar de M-fase. "Rep-MYB heeft een aantal G2/M-specifieke doelwitgenen. We ontdekten dat ze de plantengroei stoppen door zich alleen op een specifieke set van deze genen te richten, " merkt prof. Umeda op.

Waarom alleen een specifieke set en niet alle doelgenen is onduidelijk, hoewel prof. Umeda suggereert dat deze bevinding een bewijs zou kunnen zijn dat een cofactor die interageert met Rep-MYB de selectiviteit kan bepalen. Prof. Umeda zegt dat de studie een nieuw paradigma biedt voor hoe de celdeling van planten stopt bij DNA-schade, waardoor wordt voorkomen dat beschadigde cellen zich ophopen onder stressvolle omstandigheden. "Zonder DNA-schade, CDK voorkomt dat Rep-MYB wordt geactiveerd, waardoor de celcyclus overgaat tot celdeling. DNA-schade remt CDK-activiteit, het vrijmaken van Rep-MYB en het stoppen van de celdeling, " hij zegt.