Life-cell sensor for G1/S transition DHB-Ven

The sensor includes amino acids 994–1087 of human DNA helicase B fused to the yellow fluorescent protein mVenus (DHB-Ven), and contains four CDK consensus phosphorylation sites, a nuclear localization signal, and a nuclear export signal.

DHB是DNA解旋酶B的片段,该片段上包含CDK的磷酸化位点、NLS、NES,在Addgene上可以找到这个质粒的序列;该质粒使用CSII-EF慢病毒载体,构建MCF10A稳定表达细胞系,流式筛选;

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体外磷酸化实验可知,DHB的该区域主要被CDK2/cyclin A磷酸化,也会被CDK2/cyclin E较弱地磷酸化,而不被CDK1/cyclin B,CDK4/cyclin D,CDK6/cyclin D所影响;添加Cdk1/2抑制剂,可以改变DHB的细胞质定位,使其回到核中,该过程只需要大概7分钟,而对于G1期本就是核定位的细胞影响不大;

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使用CDK4/6、EGFR、MEK、p38、Akt、PI3K抑制剂以及Cdk1的特异性抑制剂均没有效果,说明DHB的定位主要受到Cdk2的影响,且在核外具有本底的去磷酸化活性;现已知,磷酸化后的DHB具有出核能力,若在核外被去磷酸化则会回到细胞核中,新生细胞(G1)为核定位,后随生长逐步转移到胞质,在G2/M时变为细胞质定位,Cdk2的活性亦伴随着这个过程逐步增大;

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该Sensor使用胞质/核质的荧光信号比作为CDK活性的评估标准;为了便于测量细胞质的荧光信号,作者在核周围选择了环形区域作为细胞质统计范围;

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该Sensor统计得到的信号有如下几种pattern:

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G1/S的准入通路:

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Mitogen促进cyclinD上调后结合Cdk4/6,结合后可以磷酸化Rb,释放E2F的结合,上调cyclinE,cyclinA、Cdk2以及其他一些S期基因