细胞周期蛋白依赖性激酶是调控生命体细胞分裂的核心元件，在动物、真菌体系中，CDK1 承担着驱动有丝分裂的关键职能。在植物谱系中，演化形成 CDKA、CDKB 两类同源激酶，其中 CDKB 为植物特有。单细胞绿藻衣藻拥有独特的生长分裂模式，具备较长的 G1 生长期，之后快速完成 DNA 复制与连续分裂，是解析植物细胞周期演化规律的理想模式生物，相关基础研究也能为微藻定向育种提供底层理论支撑。
本研究依托衣藻开展基因功能验证，试验结果显示，CDKA 功能缺失突变株仅仅拉长分裂前的生长阶段，后续分裂进程依旧能够正常进行，说明 CDKA 也就是 CDK1 同源蛋白，在绿藻有丝分裂过程中仅起到次要调控作用。周期蛋白 A 突变个体呈现相近但更温和的性状。与之形成鲜明对比，CDKB 与周期蛋白 B 是启动有丝分裂必不可少的关键因子。激酶活性检测证实，藻体内主要存在两类功能复合物：周期素 A-CDKA、周期素 B-CDKB。
研究进一步梳理出一套负反馈调控通路：CDKA 激活周期素 B-CDKB 复合物，推动细胞进入分裂期，同时反向抑制周期素 A-CDKA 活性；两类复合物依靠功能冗余协同调控 DNA 复制过程。此外，后期促进复合体是灭活 CDKA、CDKB、保障分裂后期顺利推进的必要条件。这套调控模式和拟南芥相关结论相互印证，说明植物界拥有一套区别于酵母、动物的独有细胞周期调控网络，部分通路高度保守，同时演化出植物特有的调控逻辑。该研究厘清了绿藻细胞周期核心调控框架，完善了光合生物细胞分裂演化理论体系。从微藻产业视角来看，细胞周期直接决定藻细胞生长速率、生物量积累效率。明晰 CDKA、CDKB 的分工与调控通路，能够为调控微藻生长节律、缩短培养周期、提升生物量产率提供靶点，助力通过基因改造培育生长速度更快的工程藻株，推动光生物反应器规模化培养降本增效，为微藻种质创新、工业化高密度培养提供重要理论依据。
原文链接：Interregulation of CDKA/CDK1 and the Plant-Specific Cyclin-Dependent Kinase CDKB in Control of the Chlamydomonas Cell Cycle
