當(dāng)將一個(gè)細(xì)胞如何知道?我們知道數(shù)百個(gè)基因?qū)е乱徊ㄓ忠徊ǖ幕顒?dòng)與細(xì)胞分裂,但波生成新的研究表明,細(xì)胞必須先增大到足以產(chǎn)生四個(gè)關(guān)鍵蛋白質(zhì)充足。今天公布的這項(xiàng)研究中,在細(xì)胞系統(tǒng),提供了一個(gè)路徑控制細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂之間的平衡,這是涉及無(wú)數(shù)的疾病,包括癌癥。

“多年來(lái),我們已經(jīng)知道細(xì)胞之前必須達(dá)到一個(gè)閾值大小細(xì)胞分裂,但細(xì)胞如何知道當(dāng)他們達(dá)到這個(gè)門檻一直是個(gè)謎,”凱瑟琳說(shuō)羅耶,第一作者,蒙特利爾大學(xué)的麥克泰爾。羅耶Biocomputation和生物信息學(xué)星座生物科學(xué)系的教授和教授在倫斯勒理工學(xué)院,和倫斯勒理工學(xué)院生物技術(shù)和跨學(xué)科研究中心(cbi)。“設(shè)置閾值和感官的東西。本研究建立了這背后的機(jī)制在出芽酵母細(xì)胞核心機(jī)械。”

研究還解決了一個(gè)問(wèn)題,為什么細(xì)胞提供一個(gè)貧瘠的環(huán)境劃分在一個(gè)較小的尺寸。發(fā)現(xiàn)都是有關(guān)所需的四個(gè)關(guān)鍵蛋白質(zhì)的豐度。

“許多疾病包括一個(gè)元素的異常細(xì)胞大小和增長(zhǎng),目前我們沒(méi)有控制這些方面的手段細(xì)胞生長(zhǎng)迪帕克說(shuō):“Vashishth,cbi導(dǎo)演。“這項(xiàng)研究是一個(gè)清晰的路徑向目標(biāo)轉(zhuǎn)錄因子變化的結(jié)果。這是一個(gè)明顯的例子如何轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)在倫斯勒理工學(xué)院開始。”

羅耶和她的團(tuán)隊(duì),其中包括從倫斯勒理工學(xué)院和蒙特利爾大學(xué)的研究,研究了酵母細(xì)胞,除以出芽。與大多數(shù)細(xì)胞一樣,酵母細(xì)胞必須首先合成所需的資源和規(guī)模增長(zhǎng),一個(gè)階段的細(xì)胞周期G1。約200個(gè)基因必須被激活的G1,和研究團(tuán)隊(duì)檢驗(yàn)了5個(gè)的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子SBF和兆,細(xì)胞周期蛋白Cin1轉(zhuǎn)錄阻遏Whi5,G1和Cin2-that集體要求啟動(dòng)200個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄。

研究人員使用一種粒子計(jì)數(shù)技術(shù)測(cè)量的絕對(duì)濃度每五個(gè)蛋白質(zhì)存在于細(xì)胞的增長(zhǎng)。技術(shù)依賴于創(chuàng)建一個(gè)體積很小的光學(xué)和掃描顯微鏡“數(shù)量和亮度”收集的數(shù)據(jù)光發(fā)出熒光標(biāo)記的蛋白質(zhì)在選擇細(xì)胞的體積。計(jì)算基于平均光照強(qiáng)度和光照強(qiáng)度的波動(dòng)之間的關(guān)系揭示分子的數(shù)量體積。

羅耶發(fā)現(xiàn),隨著細(xì)胞的成長(zhǎng)規(guī)模四種蛋白質(zhì)分子檢查達(dá)成數(shù)量足夠大,綁定到約400 200個(gè)基因控制蛋白質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)。承諾劃分時(shí)觸發(fā)細(xì)胞增長(zhǎng)足夠大的飽和結(jié)合位點(diǎn)。

“在一個(gè)小細(xì)胞,沒(méi)有足夠的綁定到所有的網(wǎng)站。隨著細(xì)胞的增長(zhǎng),濃度保持不變,但擁有相同的濃度在一個(gè)更大的細(xì)胞意味著有更多的分子,并最終能夠綁定到可用的網(wǎng)站,”羅耶說(shuō)。“事實(shí)證明,這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)簡(jiǎn)單的滴定機(jī)制。很簡(jiǎn)單的生物化學(xué)。”

團(tuán)隊(duì)增長(zhǎng)細(xì)胞在生長(zhǎng)介質(zhì)獲得液體旨在支持酵母細(xì)胞增長(zhǎng)與不同種類的營(yíng)養(yǎng)。當(dāng)團(tuán)隊(duì)檢查細(xì)胞生長(zhǎng)在培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)較差,他們發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞是“調(diào)控”,生產(chǎn)更多的分子的四個(gè)關(guān)鍵蛋白質(zhì)的細(xì)胞大小,因此引發(fā)部門承諾一個(gè)更小的尺寸。這一發(fā)現(xiàn)解釋了為什么細(xì)胞生長(zhǎng)在貧瘠的環(huán)境中更小的尺寸。

“這是違反直覺(jué)的,但在一定水平,它是有意義的,”羅耶說(shuō)。“如果你是一個(gè)酵母細(xì)胞,你是在貧瘠的環(huán)境中,你最好的選擇是群體而不是個(gè)人的生存。所以你分在一個(gè)較小的規(guī)模支持殖民地。”

“G1 / S轉(zhuǎn)錄因子拷貝數(shù)是Growth-Dependent行列式的酵母細(xì)胞周期的承諾”出現(xiàn)在電池系統(tǒng)。繼續(xù)研究將通過(guò)美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助。