Sledování buněčného cyklu v živých buňkách je klíčové pro lepší pochopení molekulárních mechanismů regulujících buněčné dělení. Významným milníkem v monitorování buněčného cyklu v živých buňkách představuje objev fluorescenčních proteinů. Připojením sekvence kódující fluorescenční protein k vybranému buněčnému proteinu se vytvoří tzv. fluorescenční biosenzor. Mezi nejvýznamnější senzory v této oblasti patří senzor PCNA -GFP (proliferating -cell nuclear antigen, proliferační buněčný jaderný antigen) nebo DHB -mVenus (DNA helikasa B) a FUCCI systém (fluorescent ubiquitination -based cell cycle indicator, fluorescenční indikátor buněčného cyklu založený na ubikvitinaci). PCNA je replikační faktor, který při DNA replikaci tvoří v jádře zřetelná replikační ohniska. DHB -GFP nebo -mVenus byl použit na rozlišení fáze buněčného cyklu díky translokaci z jádra do cytoplazmy. FUCCI systém je založený na detekci exprese a následné degradace proteinů Cdt1 a gemininu, které hrají roli v licencování replikačních počátků. Zmíněné biosenzory jsou schopné rozlišit všechny fáze buněčného cyklu. Vhodným nástrojem k sledování buněčného cyklu v živých buňkách jsou také tzv. chromobodies, což jsou malé fragmenty protilátek spojených s chromoforem. Využít lze například PCNA -chromobody. Přestože fluorescenční biosenzory vykazují i jisté nevýhody, jsou zatím nejlepším nástrojem pro monitorování buněčného cyklu v živých buňkách.

Cell cycle monitoring in live cells is crucial for better understanding of molecular mechanisms regulating cell cycle. Important achievement in cell cycle monitoring in live cells represents discovery of fluorescent proteins. Fluorescent biosensor is created by attaching coding sequence of a fluorescent protein to the protein of interest. Among most important fluorescent biosensors in cell cycle monitoring are PCNA -GFP sensor (proliferating -cell nuclear antigen) or DHB -mVenus (DNA helicase B) and FUCCI system (fluorescent ubiquitination -based cell cycle indicator). PCNA is replication factor, which creates distinct replication foci during ongoing replication. DHB -GFP or mVenus was used for monitoring of cell cycle phases because of its translocation from the nucleus to the cytoplasm. FUCCI system is based on the detection of expression and following degradation of Cdt1 and geminin proteins that play an important role in licensing of replication origins. Above mentioned biosensors are able to distinguish all cell cycle phases. A suitable tool for cell cycle monitoring in live cells are also chromobodies (small antibodies fragments with an attached fluorophore). As an example, there is PCNA- -chromobody on market. Although fluorescent biosensors show also certain disadvantages, they are now the best solution for cell cycle monitoring in live cells

Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR v v i Laboratoř integrity DNA Centrum PIGMOD Liběchov

Biosensors for monitoring the cell cycle in live cells

Literatura