Серин-треонінові протеїнкінази родини PLK відіграють важливу роль у регуляції клітинного циклу та рості злоякісних пухлин. Встановлено, що пригнічення функції сенсорно-сигнального ензиму ERN1 (від ендоплазматичного ретикулуму до ядра-1), що є основною сигнальною системою стресу ендоплазматичного ретикулуму, істотно змінює рівень експресії генів протеїнкіназ родини PLK (POLO-like кінази 1 - 4), у клітинах гліоми лінії U87, але більш виражено генів PLK1, PLK2 та PLK4. Ці зміни в експресії генів PLK1, PLK2, PLK3 та PLK4 не опосередковані ендорибонуклеазною активністю ензиму ERN1, оскільки пригнічення лише ендорибонуклеази ERN1 не впливає істотно на експресію генів родини PLK. В той же час, індукція стресу ендоплазматичного ретикулуму тунікаміцином у клітинах з пригніченою функцією лише ендорибонуклеази викликає виражені зміни в експресії всіх генів родини PLK: в три і більше разів знижується експресія генів PLK1 та PLK4, в той час як рівень експресії генів PLK2 та PLK3 істотно збільшується, що свідчить про залежність експресії цих генів від кіназної активності ERN1 і/або інших сенсорно-сигнальних шляхів стресу ендоплазматичного ретикулуму. Гіпоксія пригнічує експресію генів PLK1, PLK2, PLK3 та PLK4 в контрольних клітинах гліоми, але у клітинах з втраченою функцією ERN1 ефект гіпоксії на рівень експресії цих генів відсутній або є значно зменшеним. Також показано, що рівень експресії генів PLK1, PLK2 та PLK4 змінюється за умов дефіциту глюкози у клітинах гліоми і також залежить від функції сигнального ензиму ERN1. Таким чином, результати досліджень демонструють залежність експресії генів родини PLK і їх регуляції за умов гіпоксії та дефіциту глюкози у клітинах гліоми лінії U87 від функції сигнального ензиму ERN1, а також можливість регуляції їх експресії іншими сенсорно-сигнальними системами стресу ендоплазматичного ретикулуму.
Серин-треониновые протеинкиназы семейства PLK играют важную роль в регуляции клеточного цикла и росте злокачественных опухолей. Установлено, что подавление функции сенсорно-сигнального энзима ERN1 (от эндоплазматического ретикулума к ядру-1), что является основной сигнальной системой стресса эндоплазматического ретикулума, существенно меняет уровень экспрессии генов протеинкиназы семьи PLK (POLO-like киназы 1 - 4), в клетках глиомы линии U87, но более выражено генов PLK1, PLK2 и PLK4. Эти изменения в экспрессии генов PLK1, PLK2, PLK3 и PLK4 не опосредованные эндорибонуклеазной активностью энзима ERN1, поскольку угнетение только эндорибонуклеазы ERN1 не влияет существенно на экспрессию генов семейства PLK. В то же время, индукция стресса эндоплазматического ретикулума туникамицином в клетках с подавленной функцией только эндорибонуклеазы вызывают выраженные изменения в экспрессии всех генов семейства PLK: в три и более раз снижается экспрессия генов PLK1 и PLK4, в то время как уровень экспрессии генов PLK2 и PLK3 существенно увеличивается, что свидетельствует о зависимости экспрессии этих генов от киназной активности ERN1 и/или других сенсорно-сигнальных путей стресса эндоплазматического ретикулума. Гипоксия подавляет экспрессию генов PLK1, PLK2, PLK3 и PLK4 в контрольных клетках глиомы, но в клетках с утраченной функцией ERN1 эффект гипоксии на уровень экспрессии этих генов отсутствует или значительно уменьшаеться. Также показано, что уровень экспрессии генов PLK1, PLK2 и PLK4 меняется в условиях дефицита глюкозы в клетках глиомы и также зависит от функции сигнального энзима ERN1. Таким образом, результаты исследований демонстрируют зависимость экспрессии генов семейства PLK и их регуляции при гипоксии и дефицита глюкозы в клетках глиомы линии U87 от функции сигнального энзима ERN1, а также возможность регуляции их экспрессии другими сенсорно-сигнальными системами стресса эндоплазматического ретикулума.
Serine/threonine kinases PLK family plays an important role in the regulation of cell cycle and tumor growth. It was shown that suppression of both enzymatic functions of sensor and signaling enzyme ERN1 (endoplasmic reticulum - nuclei-1), the major component of endoplasmic reticulum stress signaling, significantly changes the expression level of protein kinase PLK gene family (POLO-like кінази 1-4) in glioma cell line U87, being more significant for PLK1, PLK2 and PLK4. These changes in the expression of PLK1, PLK2, PLK3 and PLK4 are not mediated by endoribonuclease of ERN1 enzyme, because suppression only this enzymatic activity of ERN1 had no effect on the expression of PLK gene family. At the same time, the induction of endoplasmic reticulum stress by tunicamycin in glioma cells with ERN1 endoribonuclease function leads to significant changes in the expression of all PLK gene family: decreases the expression of PLK1 and PLK4 in three fold and more and significantly increased the expression of PLK2 and PLK3. These results demonstrate the dependence of these gene expressions from ERN1 kinase activity and/or other sensor and signaling systems of endoplasmic reticulum stress. Hypoxia decreases the expression of PLK1, PLK2, PLK3 and PLK4 genes in control glioma cells, but in cells with ERN1 loss of function effect of hypoxia on the expression level of these genes is lacking or significantly reduced. It was also shown that the expression level of PLK1, PLK2 and PLK4 genes is changed in glioma cells at glucose deprivation conditions, but it also depends from ERN1 enzyme function. Thus, results of this investigation clearly demonstrated that the expression of PLK gene family and its regulation in hypoxia and glucose deprivation conditions in U87 glioma cells is dependent from ERN1 signaling enzyme function and is mostly regulated by hypoxia and glutamine or glucose deprivation in dependence from ERN1 signaling enzyme function as well as possibly of its regulation by other endoplasmic reticulum stress sensor and signaling systems.
