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揭開控制細(xì)胞生長和大小的機(jī)制

2019-05-07 14:10:18 ? 來源：

所有活細(xì)胞，從簡單的酵母到人腦細(xì)胞，都能調(diào)節(jié)它們的生長速度和最終的大小和形狀。然而，他們?nèi)绾巫龅竭@一點(diǎn)是生物學(xué)的基本奧秘之一。

12月28日發(fā)表在“當(dāng)代生物學(xué)”雜志上的一項(xiàng)新研究揭示了一個(gè)復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)和反饋環(huán)路，可控制酵母細(xì)胞的生長和大小。網(wǎng)絡(luò)的核心是一種名為TORC2的蛋白質(zhì)復(fù)合物，它在許多癌細(xì)胞中被破壞。

“癌癥中最常見的缺陷之一是異常的細(xì)胞大小和形狀。這是病理學(xué)家所尋找的，缺陷越嚴(yán)重，預(yù)后越差，”分子，細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)教授道格拉斯凱洛格解釋道。加州大學(xué)圣克魯茲分校和相應(yīng)的研究作者。

酵母是一種相對(duì)簡單的有機(jī)體，但它的作用方式與人體細(xì)胞相同。控制酵母細(xì)胞生長的相同信號(hào)網(wǎng)絡(luò)也被認(rèn)為在更復(fù)雜的生物體中起作用，包括人類。

“酵母中的基本發(fā)現(xiàn)直接適用于人類，”凱洛格說。“如果我們能夠理解生長控制在正常細(xì)胞中是如何起作用的，以及它在癌細(xì)胞中是如何出錯(cuò)的，我們就有可能利用這些知識(shí)殺死癌細(xì)胞。”

這項(xiàng)新研究著眼于細(xì)胞生長和大小如何受到營養(yǎng)素供應(yīng)的限制。在以前的工作中，凱洛格的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)確定了營養(yǎng)素調(diào)節(jié)細(xì)胞大小所需的蛋白質(zhì)。進(jìn)一步的研究表明，這是通過蛋白質(zhì)對(duì)TORC2信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的影響而發(fā)生的。

由共同第一作者Rafael Lucena和Maria Alcaide-Gavilán領(lǐng)導(dǎo)，他們都是凱洛格實(shí)驗(yàn)室的博士后研究人員，該團(tuán)隊(duì)使用各種技術(shù)來確定分子信號(hào)如何通過該網(wǎng)絡(luò)傳遞的細(xì)節(jié)，使細(xì)胞能夠響應(yīng)變化營養(yǎng)水平。神經(jīng)酰胺在這一過程中起著關(guān)鍵作用，神經(jīng)酰胺是細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)分子的構(gòu)建單元。該研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)酰胺依賴性信號(hào)控制細(xì)胞大小和生長速率。

“相同的信號(hào)控制著生長速度和細(xì)胞大小，這解釋了為什么細(xì)胞大小與營養(yǎng)素的可用性所確定的生長速度成正比，”凱洛格說。

需要進(jìn)一步的工作來澄清信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的一些細(xì)節(jié)，并探索其在整個(gè)細(xì)胞中的作用。凱洛格也渴望將新發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于人體細(xì)胞研究。

他指出，在高級(jí)生物學(xué)教科書中，關(guān)于細(xì)胞生長的部分通常只有一頁長，細(xì)胞大小只有很短的段落。“我們希望為教科書的細(xì)胞增長和大小寫一個(gè)全新的篇章，”凱洛格說。

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