Organismer nettopp regulere celle størrelse for å sikre at datter celler har tilstrekkelig cellular materiale for å trives eller opprette spesifikke celletyper: en liten sædcelle versus et gigantisk egg for eksempel.
I encellede organismer som gjær og bakterier næringsstoffer er det primære determinant av celle størrelse. I dyreceller størrelse styres i stor del av et molekyl som registrerer blodsukkeret avhengige hormonet insulin.
Petra Levin, Ph.D., assisterende professor i biologi ved Washington University i St. Louis, og hennes laboratorium har nylig identifisert en trio av enzymer som virker sammen for å koble næringsstoffer til celle størrelse i jordsmonnet bakterien Bacillus subtilis.
Levin og hennes lab ser på hvilke faktorer som styrer timing og plassering av celledeling i B. subtilis. B. subtilis tjener som modell for en stor familie av bakterier som omfatter utløsende agenter for flere viktige sykdommer, inkludert miltbrann og botulisme. Ved å lære disse enkle organismene regulerer divisjon, kan vi bedre forstå hvorfor denne prosessen går galt i kreftceller som resulterer i ukontrollert vekst og avvikende divisjon.
Et hovedfokus i Levin lab forskning er et protein som kalles FtsZ. FtsZ er en stamfar til tubulin, proteinet som er ansvarlig for distribusjon dupliserte kromosomer mellom dele menneskeceller. I bakterier danner FtsZ en ring på fremtiden divisjon nettstedet. Den FtsZ ring rekruttene da alle andre komponenter som er nødvendige for celledeling og fungerer som stillas for hele divisjonen prosessen.
De faktorene som regulerer FtsZ ring dannelse bestemme når og hvor cellen skal dele seg. "Teoretisk en celle kan dele seg hvor som helst og når som helst", sier Brad Weart, en graduate student i Levin sin lab. "Cellen har svært presist holde denne prosessen slik at det bare skjer når og hvor cellen vil det skje."
I deres siste papir, publisert i den 27 juli 2007 utgaven av Cell, Weart et al. identifiserte en metabolsk sensor som kobler celledeling og celle størrelse i B. subtilis med ernæringsmessige tilgjengelighet. Denne sensoren består av en tre enzym sti som tidligere var vist å være involvert i å syntetisere en modifisert del av cellemembranen. The Levin lab data indikerer at veien har også en viktig rolle i celledelingen. "Så langt har dette vært den eneste veien som er blitt identifisert i bakterier som direkte regulerer celle størrelse," sier Levin.
Vanligvis, celler i næringsrike miljøer vokse større enn celler i næringsfattig miljøer. The Levin lab fastslått at mutasjoner i gener som koder for tre enzymer resulterte i celler som var små selv når de var i et næringsrikt miljø. "I utgangspunktet, cellene hadde ingen måte å fortelle divisjonens apparat for å vente til de har nådd den størrelsen de skal være. Cellene ville dele da de fremdeles var svært kort," sa Levin. "Det var nesten som om de vokste i virkelig store media, men de visste ikke det."
Å vite når man skal dele