cAMP-PKA信号通路通过磷酸化Bora启动有丝分裂的分子机制研究

本研究揭示了cAMP-PKA信号通路作为哺乳动物细胞有丝分裂启动的关键上游触发器。研究人员发现PKA通过磷酸化Bora蛋白的S59位点，促进其与Aurora A结合并激活Plk1，从而驱动G2/M期转换。该发现填补了有丝分裂起始信号通路的认知空白，为癌症治疗提供了新靶点。

　　

细胞如何精准调控有丝分裂的启动一直是生命科学的核心问题。在真核细胞周期中，G₂期向M期（G₂/M）的转换由细胞周期蛋白B（cyclin B）与周期蛋白依赖性激酶1（Cdk1）复合物驱动，但其上游触发信号长期未知。Polo样激酶1（Plk1）通过Aurora激酶A（Aurora A）激活是这一过程的关键步骤，然而Plk1激活的起始信号机制仍是未解之谜。

在这项发表于《Nature Communications》的研究中，Min Zhu等科学家通过系统性实验揭示了环磷酸腺苷（cAMP）依赖的蛋白激酶A（PKA）信号通路作为有丝分裂启动的关键分子开关。研究发现PKA催化亚基PKA-Cα直接磷酸化Bora蛋白第59位丝氨酸（S59），促使Bora与Aurora A结合形成复合物，进而激活Plk1并驱动细胞进入有丝分裂。这一发现不仅阐明了有丝分裂起始的分子机制，更为靶向干预细胞周期治疗癌症提供了新思路。

关键技术方法包括：1）质谱分析鉴定Bora磷酸化位点及互作蛋白；2）基因沉默（siRNA）和药物抑制（H-89）验证PKA功能；3）免疫共沉淀（Co-IP）和体外pull-down分析蛋白互作；4）定点突变构建Bora-S59A/D突变体；5）细胞同步化（双胸苷阻断法和RO-3306处理）结合流式细胞术追踪细胞周期进程；6）LacO重复序列系统可视化蛋白定位。

PKA确保G₂/M转换的时效性

通过双胸苷阻断同步化实验发现，PKA-Cα敲除或抑制剂H-89处理显著延迟细胞进入有丝分裂，但不影响S期进程。RO-3306释放实验进一步证实，PKA活性在晚G₂期对促分裂作用具有时间特异性。

PKA磷酸化Bora-S59位点

质谱鉴定发现Bora存在40个磷酸化位点，其中S59符合PKA共识序列。体外激酶实验显示PKA-Cα可直接磷酸化Bora-S59，且该修饰在G₂期达到达到