細(xì)胞大小究竟如何調(diào)控細(xì)胞增殖

近日，來自美國斯坦福大學(xué)的研究人員在學(xué)術(shù)期刊Nature上發(fā)表了一項(xiàng)新研究進(jìn)展，他們?cè)诔鲅拷湍钢邪l(fā)現(xiàn)在細(xì)胞分裂之前，周期蛋白Cln3的合成速率隨細(xì)胞尺寸變化，而轉(zhuǎn)錄抑制因子Whi5的濃度會(huì)隨細(xì)胞生長(zhǎng)而得到稀釋，通過這種機(jī)制實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞尺寸對(duì)增殖的調(diào)控。

細(xì)胞的大小是影響細(xì)胞內(nèi)所有生物合成過程的基礎(chǔ)，它決定了細(xì)胞器的尺寸還影響著細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸。雖然大量研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多影響細(xì)胞大小的基因，但細(xì)胞尺寸調(diào)控之下隱藏的分子機(jī)制仍然沒有得到*揭示。

對(duì)于出芽酵母Saccharomyces cerevisiae來說，細(xì)胞尺寸調(diào)控在進(jìn)入細(xì)胞分裂起始點(diǎn)之前就已經(jīng)出現(xiàn)于細(xì)胞周期的G1期，之前一直認(rèn)為G1 期周期蛋白 Cln3的活性會(huì)隨著細(xì)胞尺寸增加，并通過抑制轉(zhuǎn)錄抑制因子Whi5觸發(fā)細(xì)胞分裂起始點(diǎn)。

在這項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)Cln3的濃度會(huì)調(diào)節(jié)細(xì)胞通過分裂起始點(diǎn)的速度，而它的合成會(huì)隨著細(xì)胞尺寸的變大而逐漸增加，因此在細(xì)胞分裂之前的G1期，Cln3的總濃度仍然會(huì)接近恒定。相比于Cln3的活性增加，研究人員還發(fā)現(xiàn)Whi5的活性發(fā)生下降，主要是因?yàn)榧?xì)胞生長(zhǎng)導(dǎo)致Whi5的濃度得到稀釋，細(xì)胞通過這種分子機(jī)制實(shí)現(xiàn)了利用細(xì)胞尺寸調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖的目的。

研究人員發(fā)現(xiàn)Whi5的合成主要發(fā)生于細(xì)胞周期的S/G2/M期，并以細(xì)胞尺寸非依賴性方式進(jìn)行合成。這導(dǎo)致更小的子代細(xì)胞一形成就含有更高濃度的Whi5，并一直持續(xù)到分裂前的G1期。因此，出芽酵母的尺寸調(diào)控是Cln3和Whi5的合成速率隨細(xì)胞尺寸變化的結(jié)果。

總的來說，這項(xiàng)工作表明蛋白質(zhì)合成存在不同的尺寸依賴性，這一發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步研究細(xì)胞功能與生長(zhǎng)的協(xié)調(diào)性機(jī)制提供了重要信息。