如何知道细胞什么时候分裂

当将一个细胞如何知道?我们知道数百个基因导致一波又一波的活动与细胞分裂,但波生成新的研究表明,细胞必须先增大到足以产生四个关键蛋白质充足。今天公布的这项研究中,在细胞系统,提供了一个路径控制细胞生长和分裂之间的平衡,这是涉及无数的疾病,包括癌症。

“多年来,我们已经知道细胞之前必须达到一个阈值大小细胞分裂,但细胞如何知道当他们达到这个门槛一直是个谜,”凯瑟琳说罗耶,第一作者,蒙特利尔大学的麦克泰尔。罗耶Biocomputation和生物信息学星座生物科学系的教授和教授在伦斯勒理工学院,和伦斯勒理工学院生物技术和跨学科研究中心(cbi)。“设置阈值和感官的东西。本研究建立了这背后的机制在出芽酵母细胞核心机械。”

研究还解决了一个问题,为什么细胞提供一个贫瘠的环境划分在一个较小的尺寸。发现都是有关所需的四个关键蛋白质的丰度。

“许多疾病包括一个元素的异常细胞大小和增长,目前我们没有控制这些方面的手段细胞生长迪帕克说:“Vashishth,cbi导演。“这项研究是一个清晰的路径向目标转录因子变化的结果。这是一个明显的例子如何转化医学在伦斯勒理工学院开始。”

罗耶和她的团队,其中包括从伦斯勒理工学院和蒙特利尔大学的研究,研究了酵母细胞,除以出芽。与大多数细胞一样,酵母细胞必须首先合成所需的资源和规模增长,一个阶段的细胞周期G1。约200个基因必须被激活的G1,和研究团队检验了5个的蛋白质转录因子SBF和兆,细胞周期蛋白Cin1转录阻遏Whi5,G1和Cin2-that集体要求启动200个基因的转录。

研究人员使用一种粒子计数技术测量的绝对浓度每五个蛋白质存在于细胞的增长。技术依赖于创建一个体积很小的光学和扫描显微镜“数量和亮度”收集的数据光发出荧光标记的蛋白质在选择细胞的体积。计算基于平均光照强度和光照强度的波动之间的关系揭示分子的数量体积。

罗耶发现,随着细胞的成长规模四种蛋白质分子检查达成数量足够大,绑定到约400 200个基因控制蛋白质结合位点。承诺划分时触发细胞增长足够大的饱和结合位点。

“在一个小细胞,没有足够的绑定到所有的网站。随着细胞的增长,浓度保持不变,但拥有相同的浓度在一个更大的细胞意味着有更多的分子,并最终能够绑定到可用的网站,”罗耶说。“事实证明,这个系统是一个简单的滴定机制。很简单的生物化学。”

团队增长细胞在生长介质获得液体旨在支持酵母细胞增长与不同种类的营养。当团队检查细胞生长在培养基营养较差,他们发现这些细胞是“调控”,生产更多的分子的四个关键蛋白质的细胞大小,因此引发部门承诺一个更小的尺寸。这一发现解释了为什么细胞生长在贫瘠的环境中更小的尺寸。

“这是违反直觉的,但在一定水平,它是有意义的,”罗耶说。“如果你是一个酵母细胞,你是在贫瘠的环境中,你最好的选择是群体而不是个人的生存。所以你分在一个较小的规模支持殖民地。”

“G1 / S转录因子拷贝数是Growth-Dependent行列式的酵母细胞周期的承诺”出现在电池系统。继续研究将通过美国国家科学基金会资助。