[发明专利]哺乳动物CHK1效应物细胞周期关卡蛋白激酶材料与方法

说明书

                        发明领域

本发明总的是关于周期关卡蛋白激酶，它们对于细胞DNA损伤反应及协调细胞周期阻滞是不可缺少的。关卡激酶在对DNA损伤的监视和反应中发挥作用，这种DNA损伤可因复制错误、DNA错配、辐射处理或化疗而引起。这些关卡激酶在DNA损伤后导向细胞周期阻滞及凋亡的调节途径中是必需的，给细胞一种信号和时间使之在DNA复制起始前或染色体分离前纠正损伤。更具体而言，本发明是关于新的哺乳动物效应物(Chk1)关卡蛋白激酶、编码该酶的寡核苷酸以及测定和调节激酶活性的方法与材料。

                        背景

细胞周期的基本过程和调节方式在所有真核生物种属间在结构上和功能上是保守的。真核细胞生长和分裂的过程是体细胞(有丝分裂)细胞周期，由4个期构成，即G1期、S期、G2期和M期。M1，S与G2期统称为细胞周期的间期。在G1(gap，间隙)期，细胞进程的生物合成活性处于高速率。S(synthesis，合成)期开始于DNA合成起始之时，而结束于细胞核的DNA含量已得到复制并形成了两套相同的染色体时。然后细胞进入G2(gap，间隙)期，持续直到有丝分裂开始。有丝分裂中，染色体配对、分离、形成两个新核，在胞质分裂中细胞本身分裂成两个子细胞，每个子细胞得到一个核，含有两套染色体中的一套。有丝分裂(细胞周期的M期)之后紧接着发生胞质分裂。胞质分裂结束M期并标志着下一细胞周期的间期的开始。细胞周期中发生事件的顺序受到严格的调节，以使一个细胞周期事件的起始依赖于前一细胞周期事件的完成。这使得一代代体细胞的遗传物质的复制和分离是忠实的。

减数分裂是在高等真核生物中产生生殖细胞的细胞分裂形式。有丝分裂时产生遗传学上相同的细胞，含有每种染色体两个，与之相反，减数分裂所产生的细胞只含有每种染色体的一个拷贝。而且，在减数分裂中同源染色体配对并交换遗传物质。减数分裂由两个期的细胞分裂组成，I与II。在减数分裂I期，母本和父本染色体复制，同源染色体配对在一起(联会)。然后细胞进行分裂，同源成对的两个染色体分离并进入各个细胞，生成两个双倍体的子细胞。子细胞进入减数分裂II期。在II期，染色体不再复制而排列，姊妹染色单体尤如在有丝分裂中那样分离，生成单倍体细胞。在减数分裂I及II中事件的顺序均为间期，前期，中期，后期及末期。

减数分裂I的第一阶段是间期I，此时每个染色体进行复制。复制染色体的两个拷贝称作姊妹染色单体。第一个减数分裂前期可分为连续的5期。在细线期，新复制的姊妹染色单体靠近地并列，使之可以联结并进行重组。在偶线期，在母本姊妹染色单体与父本姊妹染色单体之间形成一种叫联会复合体的蛋白结构，构成二价体(4个染色单体)。在粗线期，两个姊妹染色单体间开始重组(即在母本与父本染色体之间进行遗传物质的交换)。下一期，双线期，的特征是蛋白轴分解，两个姊妹染色单体开始分离。终变期，即最后一期的特征是染色体与核包膜分离，可以清楚地看到每一个二价体含有四个分离的染色单体，每对姊妹染色单体在其着丝粒上相联系。这样，在减数分裂的早期，姊妹染色单体配对，并在某些区域进行交互重组。程序DNA链断裂使重组起始。[Cao et al.，Cell，88：375-384(1997)]。在第一个减数分裂前期所观察到的变化有助于遗传重配、保证遗传活力。

在发生DNA损伤时监测基因组的完整性并阻止细胞周期进行的过程被描述为“细胞周期关卡”[Hartwell and Weinert，Science，246：629-634(1989)；Weinert et al.，Genes and Dev.，8：652(1994)]。细胞周期关卡由信号传导级联系统组成，后者将DNA损伤监测与细胞周期进程相偶联。减数分裂中细胞周期关卡控制程序的DNA断裂，保证一套完整的单倍体染色体很好地分离到每个配子中去。

细胞周期关卡的障碍使个体具有以下疾病倾向或直接引起多种疾病状态，如癌、毛细血管扩张性共济失调症、胚胎异常及各种伴有B和T细胞发育异常的免疫缺陷。后者还伴有一些病理状态，如狼疮、关节炎及自身免疫疾病。因此，对鉴定细胞周期关卡及其功能所必需的蛋白进行了热烈的研究。