细胞生长和大小的机制

所有活细胞，从简单的酵母到人脑细胞，都能调节它们的生长速度和最终的大小和形状。然而，他们如何做到这一点是生物学的基本奥秘之一。12月28日发表在“ 当代生物学”杂志上的一项新研究揭示了一个复杂的信号网络和反馈环路，可以控制酵母中的细胞生长和大小。网络的核心是一种名为TORC2的蛋白质复合物，它在许多癌细胞中被破坏。“癌症中最普遍的缺陷之一是异常的细胞大小和形状。这是病理学家所寻找的，这些缺陷越严重，预后越差，”分子，细胞和发育生物学教授Douglas Kellogg解释道。加州大学圣克鲁兹分校和相应的研究作者。

酵母是一种相对简单的生物，但它与人体细胞的基本方式相同。控制酵母中细胞生长的相同信号传导网络也被认为在更复杂的生物体中起作用，包括人类。“酵母中的基本发现直接适用于人类，”凯洛格说。“如果我们能够理解生长控制在正常细胞中是如何起作用的，以及它在癌细胞中是如何出错的，我们就有可能利用这些知识杀死癌细胞。”

这项新研究着眼于细胞生长和大小如何受到营养素供应的限制。在以前的工作中，Kellogg的团队已经确定了营养素调节细胞大小所需的蛋白质。进一步的研究表明，这是通过蛋白质对TORC2信号网络的影响而发生的。

在联合第一作者Rafael Lucena和Maria Alcaide-Gavilán的带领下，他们都是凯洛格实验室的博士后研究人员，该团队使用各种技术来确定如何通过该网络传递分子信号的细节，使细胞能够响应变化营养水平。神经酰胺在这一过程中起着关键作用，神经酰胺是细胞膜中结构分子的构建单元。该研究发现，神经酰胺依赖性信号控制细胞大小和生长速率。“相同的信号控制着生长速度和细胞大小，这解释了为什么细胞大小与营养素的可用性所确定的生长速度成正比，”凯洛格说。

需要进一步的工作来澄清信号网络的一些细节，并探索其在整个细胞中的作用。凯洛格也渴望将这些新发现应用于人体细胞研究。他指出，在高级生物学教科书中，关于细胞生长的部分通常只有一页长，细胞大小只有很短的段落。“我们希望为教科书的细胞增长和大小写一个全新的篇章，”凯洛格说。