Optrævling af de mekanismer, der styrer cellevækst og -størrelse

Alle levende celler, fra simple gær til menneskelige hjerneceller, regulere deres væksthastighed og deres ultimative størrelse og form. hvordan de gør dette, imidlertid, er et af biologiens grundlæggende mysterier.

En ny undersøgelse, udgivet 28. december i Aktuel biologi , afslører et komplekst netværk af signaler og feedback-sløjfer, der kontrollerer både cellevækst og -størrelse i gær. I hjertet af netværket er et proteinkompleks kaldet TORC2, som er forstyrret i mange kræftceller.

"En af de mest universelle defekter i kræft er afvigende cellestørrelse og form. Det er, hvad patologen leder efter, og jo værre disse defekter er, jo dårligere prognose, " forklarede Douglas Kellogg, professor i molekylær, celle, og udviklingsbiologi ved UC Santa Cruz og tilsvarende forfatter til undersøgelsen.

Gær er en forholdsvis simpel organisme, men det virker på samme grundlæggende måder som menneskelige celler. Det samme signalnetværk, der kontrollerer cellevækst i gær, menes også at fungere i mere komplekse organismer, inklusive mennesker.

"Grundlæggende opdagelser i gær er direkte anvendelige på mennesker, " sagde Kellogg. "Hvis vi kan forstå, hvordan vækstkontrol virker i normale celler, og hvordan det går galt i kræftceller, vi kunne potentielt udnytte den viden til at dræbe kræftceller."

Den nye undersøgelse så på, hvordan cellevækst og -størrelse er begrænset af tilgængeligheden af ​​næringsstoffer. I tidligere arbejde, Kelloggs team havde identificeret et protein, der kræves til næringsstofmodulering af cellestørrelse. Yderligere undersøgelser viste, at dette sker gennem proteinets virkninger på TORC2-signalnetværket.

Anført af co-first forfattere Rafael Lucena og Maria Alcaide-Gavilán, begge postdoktorale forskere i Kelloggs laboratorium, holdet brugte en række forskellige teknikker til at finde ud af detaljerne om, hvordan molekylære signaler videresendes gennem dette netværk, sætter cellen i stand til at reagere på skiftende næringsstofniveauer. En nøglerolle i denne proces spilles af ceramider, som er byggesten til strukturelle molekyler i cellemembranen. Undersøgelsen fandt, at ceramidafhængige signaler styrer både cellestørrelse og væksthastighed.

"De samme signaler styrer væksthastighed og cellestørrelse, som forklarer, hvorfor cellestørrelsen er proportional med væksthastigheden fastsat af tilgængeligheden af ​​næringsstoffer, " sagde Kellogg.

Yderligere arbejde er nødvendigt for at afklare nogle detaljer om signalnettet og udforske dets virkninger i hele cellen. Kellogg er også ivrig efter at anvende de nye resultater til studier af menneskelige celler.

Han bemærkede, at i avancerede biologi-lærebøger, afsnittet om cellevækst er typisk kun én side langt, og cellestørrelse er dækket i et kort afsnit. "Vi ønsker at skrive et helt nyt kapitel om cellevækst og størrelse til lærebøgerne, " sagde Kellogg.