斑马鱼Wee1激酶在G2期调控中的多重角色：从有丝分裂时序控制到内复制周期维持

【编辑推荐】本研究首次在脊椎动物模型中系统揭示Wee1激酶（Cdk1cyclinB1抑制性激酶）超越G2/M检查点（G2/M checkpoint）的新功能：通过"speedbump"突变体证明其参与细胞周期延长、G2期退出及内复制周期（endocycle）建立等过程，为理解细胞周期调控网络提供全新视角。

　　

亮点

• 斑马鱼wee1基因突变体"speedbump"展现早期有丝分裂进入

• 突变细胞显示染色体缺陷并最终凋亡

• Wee1激酶参与母源-合子转换时的细胞周期延长机制

• 孵化腺细胞在G2期退出细胞周期需要Wee1

• 卵黄细胞核内复制周期依赖Wee1激酶活性

结论

除了调控有丝分裂时机，Wee1激酶还具有先前未报道的G2期调控功能：在脊椎动物中，它必须协调有丝分裂进入与其他细胞进程的关系。我们发现Wee1不仅通过检查DNA复制完整性来阻止有丝分裂（mitosis），还参与延缓细胞周期（于G2期）、帮助细胞退出周期、促进向内复制周期（endocycle）过渡并维持该状态。这些发现拓展了我们对这个古老激酶在动物细胞中多功能性的认知。

讨论

本研究描述了斑马鱼Wee1激酶突变，这个在真核生物进化早期出现的细胞周期基因（cell cycle gene）原本被认为仅构成确保有丝分裂安全进入的调控网络。与裂殖酵母中首个wee1突变类似，斑马鱼wee1突变体也过早进入有丝分裂。但不同于酵母，这种提前进入会导致更严重的表型——突变细胞经历"有丝分裂灾难"（mitotic catastrophe）并凋亡。我们的活体成像显示，当原肠胚细胞从母源控制转为合子控制时，野生型胚胎细胞周期逐渐延长，而突变体却反常缩短。这表明Wee1激酶抑制是细胞周期减速机制的一部分，该功能独立于其阻止DNA损伤的有丝分裂阻滞作用。在通常于G2期退出细胞周期的孵化腺细胞中，Wee1缺失导致细胞异常重入有丝分裂并提前死亡。最后，我们证明Wee1对卵黄细胞内复制周期至关重要——野生型卵黄细胞核在囊胚期停止有丝分裂后转入S/G内循环，而突变体核难以维持这种状态，有时会倒退至有丝分裂甚至发生分裂。这些发现揭示了Wee1激酶在动物细胞中前所未有的多效性功能。