Биологи раскрыли многовековую тайну о том, как рост клетки запускает её деление

Команда биологов из Стэнфорда определила ранее неизвестный механизм в цикле роста клетки, контролирующий её размер. Фундаментальное открытие было сделано на дрожжевых клетках, но может пролить свет на базовую биологию человека, а также на такие заболевания, как рак, которые манипулируют этим механизмом.

Результаты опубликованы в журнале Nature.

Исследование было сосредоточено на молекулярном пути, контролирующем деление клетки, и, в частности, на переходе G1/S, когда клетки начинают реплицировать свою ДНК. Учёные во главе с Яном Скотеймом искали триггер, связывающий достижение клеткой определённого размера с решением о делении.

• Неожиданная находка: Ожидалось, что инициатором будет белок Cln3, стоящий первым в цепи событий. Однако его концентрация оставалась относительно постоянной по мере роста клетки. Вместо этого ключевую роль играет белок Whi5, находящийся в середине пути.
• Механизм "разбавления ингибитора": Концентрация Whi5 изначально высока, но непрерывно разбавляется по мере увеличения объёма клетки. Когда его концентрация падает ниже критического порога, запускается переход к делению.
• Экспериментальное подтверждение: Исследователи избирательно меняли концентрацию Whi5. Снижение концентрации заставляло клетки делиться при меньшем, чем обычно, размере, а её увеличение позволяло клеткам вырастать больше перед делением.

Этот механизм стал неожиданностью, так как традиционно сигнальные пути активируются стимулом в начале цепи, а не разбавлением ингибитора в её середине.

Открытие, сделанное на дрожжах, имеет широкие перспективы, поскольку аналогичный путь существует и в клетках человека. Его манипуляция лежит в основе таких процессов, как неконтролируемый рост и пролиферация раковых клеток.