細胞周期的兩個間隙階段之間的相似性表明活細胞中的默認(rèn)生化程序

長期以來，人們一直認(rèn)為細胞周期的兩個“缺口”階段處于不同的監(jiān)管控制環(huán)境之下，但A * STAR的一項新研究推翻了這一觀點。

來自A * STAR分子和細胞生物學(xué)研究所的PärNordlund及其同事發(fā)現(xiàn)，在細胞周期的間隙1(G1)和間隙2(G2)階段形成的蛋白質(zhì)復(fù)合物非常相似 - 這表明細胞是硬連線的當(dāng)它沒有主動復(fù)制遺傳物質(zhì)或分裂自身時，默認(rèn)的生化操作模式。

“對G1和G2細胞中類似生化程序的觀察是新的，令人興奮的，并且意外，”Nordlund說。

我們體內(nèi)的細胞繁殖通過一個四階段過程：細胞首先增加其質(zhì)量并準(zhǔn)備G1期間的DNA復(fù)制;然后他們在合成階段復(fù)制DNA;接下來，他們檢查重復(fù)DNA的保真度并組裝G2期間分裂所需的材料;最后，它們在有絲分裂期間排列復(fù)制的染色體并進行分裂。

從每個階段的過渡是嚴(yán)格調(diào)節(jié)的事件，需要組裝和分解各種蛋白質(zhì)復(fù)合物以執(zhí)行許多不同的功能 - 包括提供細胞周期進展的分子檢查點。

研究人員之前已經(jīng)證明，這些蛋白質(zhì)及其相應(yīng)的RNA分子的表達水平在細胞周期的某些點上升和下降。然而，這些分析忽略了蛋白質(zhì)與其結(jié)合配偶體之間的動態(tài)相互作用，這些相互作用支撐著細胞如何在其周期階段中移動。

Nordlund和他的同事分析了細胞周期四個階段過渡期間人血細胞中發(fā)現(xiàn)的所有蛋白質(zhì)之間相互作用狀態(tài)的動態(tài)。他們使用了先前由Nordlund團隊開發(fā)的技術(shù) - 細胞熱變換分析(CETSA)，這使他們能夠辨別出哪些蛋白質(zhì)獨立存在，哪些蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)復(fù)合物相關(guān)聯(lián)。

他們發(fā)現(xiàn)了超過750種蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)在細胞周期的某些時刻形成復(fù)合物或?qū)⑺鼈兎珠_。然而，大多數(shù)這些改變的蛋白質(zhì)相互作用狀態(tài)發(fā)生在細胞周期的合成和有絲分裂階段- 而不是在間隙階段期間。

G1和G2之間的差異相對較小，盡管間隙階段在為循環(huán)的下一階段準(zhǔn)備細胞時發(fā)揮了獨特的作用。“這意味著一個運作良好的恒定程序，該細胞還原，”諾德倫德說。“它擴展了我們對活細胞基本過程之一的生物化學(xué)程序的基本理解。”

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