Organismer præcist regulerer celle størrelse for at sikre, at datteren celler har tilstrækkelig cellemateriale til at trives eller at oprette specifikke celletyper: en lille sædcelle versus en gigantiske æg for eksempel.
I encellede organismer som gær og bakterier næringsstof tilgængelighed er den primære faktor for cellens størrelse. I dyreceller størrelse er kontrolleret for en stor del af et molekyle, der sanser blodsukkeret afhænger hormonet insulin.
Petra Levin, Ph.D., assisterende professor i biologi ved Washington University i St. Louis, og hendes laboratorium har for nylig identificeret en trio af enzymer, der virker i fællesskab at linke næringsstof tilgængelighed til celle størrelsen i jorden bakterien Bacillus subtilis.
Levin og hendes lab søger i de faktorer, der styrer timingen og placeringen af celledeling i B. subtilis. B. subtilis tjener som model for en stor familie af bakterier, der omfatter de agenser af flere vigtige sygdomme, herunder miltbrand og botulisme. Ved at lære, hvordan disse simple organismer regulerer division, kan vi bedre forstå, hvorfor denne proces går galt i kræftceller resulterer i en ukontrolleret vækst og afvigende division.
Et primært fokus for Levin Labs forskning er et protein kaldet FtsZ. FtsZ er en forfader af tubulin, det protein, der er ansvarlig for distribution af duplikerede kromosomer mellem dividere menneskeceller. I bakterier danner FtsZ en ring på fremtiden division site. Den FtsZ ring så rekrutter alle andre komponenter, der er nødvendige for celledelingen og fungerer som stillads for hele division processen.
De faktorer, der regulerer FtsZ ring dannelse bestemme, hvor og hvornår cellen kommer til at dele sig. "Teoretisk en celle kan opdele hvor som helst og når som helst," siger Brad Weart, en ph.d.-studerende i Levins lab. "Cellen skal meget præcist begrænse denne proces, således at det kun sker, når og hvor cellen vil have det til at ske."
I deres seneste papir, der blev offentliggjort i den 27. juli. 2007-udgaven af Cell, Weart et al identificeret en metabolisk sensor, der forbinder celledeling og celle størrelse i B. subtilis med ernæringsmæssige tilgængelighed. Denne sensor består af en tre enzym vej, der tidligere blev vist sig at være involveret i syntese af en modificeret komponent i cellemembranen. The Levin Labs data angiver sti har også en stor rolle i celledelingen. "Det har hidtil været den eneste vej, der er blevet identificeret i bakterier, der direkte regulerer celle størrelse," siger Levin.
Typisk, celler i næringsrige miljøer vokse sig større end celler i næringsfattige miljøer. The Levin lab fastslået, at mutationer i gener der koder de tre enzymer medførte i celler, der var små, selv når de var i en næringsrige miljø. "Dybest set, at cellerne havde ingen måde at fortælle divisionen apparat til at vente, indtil de har nået den størrelse, de burde være. Cellerne ville dele, når de var stadig meget korte," sagde Levin. "Det var næsten som om de voksede i virkelig store medier, men de ikke vidste det."
At vide hvornår man skal opdele