近日，來自美國斯坦福大學的研究人員在學術期刊Nature上發(fā)表了一項新研究進展，他們在出芽酵母中發(fā)現(xiàn)在細胞分裂之前，周期蛋白Cln3的合成速率隨細胞尺寸變化，而轉(zhuǎn)錄抑制因子Whi5的濃度會隨細胞生長而得到稀釋，通過這種機制實現(xiàn)了細胞尺寸對增殖的調(diào)控。
細胞的大小是影響細胞內(nèi)所有生物合成過程的基礎，它決定了細胞器的尺寸還影響著細胞的物質(zhì)運輸。雖然大量研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多影響細胞大小的基因，但細胞尺寸調(diào)控之下隱藏的分子機制仍然沒有得到*揭示。
對于出芽酵母Saccharomyces cerevisiae來說，細胞尺寸調(diào)控在進入細胞分裂起始點之前就已經(jīng)出現(xiàn)于細胞周期的G1期，之前一直認為G1 期周期蛋白 Cln3的活性會隨著細胞尺寸增加，并通過抑制轉(zhuǎn)錄抑制因子Whi5觸發(fā)細胞分裂起始點。
在這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)Cln3的濃度會調(diào)節(jié)細胞通過分裂起始點的速度，而它的合成會隨著細胞尺寸的變大而逐漸增加，因此在細胞分裂之前的G1期，Cln3的總濃度仍然會接近恒定。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，主要是因為細胞生長導致Whi5的濃度得到稀釋，細胞通過這種分子機制實現(xiàn)了利用細胞尺寸調(diào)節(jié)細胞增殖的目的。
研究人員發(fā)現(xiàn)Whi5的合成主要發(fā)生于細胞周期的S/G2/M期，并以細胞尺寸非依賴性方式進行合成。這導致更小的子代細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的合成速率隨細胞尺寸變化的結果。
總的來說，這項工作表明蛋白質(zhì)合成存在不同的尺寸依賴性，這一發(fā)現(xiàn)為進一步研究細胞功能與生長的協(xié)調(diào)性機制提供了重要信息。
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