Estudie la talla de célula de los eslabones con la consolidación a la división

¿Cómo una célula sabe cuándo dividir? Sabemos que los centenares de genes contribuyen a una ola de actividad conectada a la división celular, pero generar que la nueva investigación de la onda muestra que las células deben primero crecer bastante grandes para producir cuatro proteínas dominantes en cantidades adecuadas. El estudio, publicado hoy en sistemas de la célula, ofrece un camino para controlar el equilibrio entre el incremento de la célula y la división, que se implica en enfermedades incontables, incluyendo cánceres.

“Por años hemos sabido que las células deben alcanzar un umbral de la talla antes de la división celular, pero cómo las células saben cuándo alcanzan que el umbral ha sido un misterio,” dijo a Catherine Royer, autor importante, junto con Mike Tyers de la universidad de Montreal. Royer es profesor de la constelación de Biocomputation y de la bioinformática y profesor en el departamento de ciencias biológicas en el Rensselaer Polytechnic Institute, y pieza del centro de Rensselaer para la biotecnología y los estudios interdisciplinarios (CBIS). “Algo fija el umbral y algo lo detecta. Esta investigación establece el mecanismo detrás de esta maquinaria de la base en células de levadura de florecimiento.”

La investigación también resuelve la cuestión de porqué las células con el acceso a una divisoria alimento-pobre del ambiente en un más tamaño pequeño. Ambas conclusión se relacionan con la abundancia de las cuatro proteínas dominantes requeridas.

“Muchas enfermedades incluyen un elemento de la talla y del incremento anormales de célula, y en el momento que tenemos pocos medios de controlar esos aspectos del incremento de la célula,” dijo a Deepak Vashishth, director de CBIS. “Esta investigación marca un camino sin obstrucción hacia el alcance de factores de la transcripción para cambiar ese resultado. Es un ejemplo sin obstrucción de cómo el remedio de translación consigue su comienzo en Rensselaer.”

Royer y sus personas, que incluyeron investiga de Rensselaer y del Université de Montréal, examinaron las células de levadura, que dividen floreciendo. Como con la mayoría de las células, las células de levadura deben primero sintetizar los recursos necesarios y crecer de tamaño, una fase del ciclo celular conocida como G1. Cerca de 200 genes se deben activar en el final de G1, y el equipo de investigación examinó cinco proteínas--la transcripción descompone en factores SBF y MBF, el represor transcriptivo Whi5, y G1 los cyclins Cin1 y Cin2--eso se requiere colectivamente para iniciar la transcripción de esos 200 genes.

Los investigadores utilizaron una técnica partícula-que contaba para medir la concentración absoluta de cada uno de las cinco proteínas presentes en células mientras que crecieron de tamaño. La técnica confía en crear un volumen óptico muy pequeño y la exploración de microscopia del “número y de la luminosidad” para recopilar datos sobre la luz emitida de las proteínas fluorescente-marcadas con etiqueta en un volumen selecto de la célula. Los cálculos basados en el lazo entre la intensidad de luz y las fluctuaciones medias en intensidad de luz revelan el número de moléculas en ese volumen.

Royer encontró que como las células crecieron de tamaño, las moléculas de cuatro de las cinco proteínas examinadas alcanzaron un número bastante grande atar a los 400 puntos de enlace estimados en los 200 genes que las proteínas controlan. La consolidación con la división fue accionada cuando la célula creció bastante grande para saturar los puntos de enlace.

“En una pequeña célula, apenas no había suficientes de ellos a atar a todos los sitios. Mientras que la célula crece, la concentración sigue siendo lo mismo, pero tener la misma concentración en una célula más grande significa que hay más moléculas, y eventual bastante atar a los sitios disponibles,” dijo a Royer. “Resulta que este sistema es un mecanismo simple de la titulación. Es bioquímica muy directa.”

Las personas crecieron las células en ambiente del incremento--un líquido diseñó soportar incremento de la célula de levadura--con diversas clases de alimentos. Cuando las personas examinaron las células crecidas en ambiente con los alimentos pobres, descubrieron que esas células “hacia arriba-regulaban,” producir más moléculas de las cuatro proteínas dominantes dadas su talla de célula, y por lo tanto accionar la consolidación a la división en un más tamaño pequeño. El encontrar explica porqué las células crecidas en un ambiente alimento-pobre son más pequeñas de tamaño.

“Es contratirante-intuitivo, pero en cierto nivel, tiene sentido,” Royer dijo. “Si usted es una célula de levadura, y usted está en un ambiente alimento-pobre, su lo mejor que se puede hacer es supervivencia de la colonia bastante que el individuo. Y usted divide tan en un más tamaño pequeño para soportar a la colonia.”

“El número de copia del factor de la transcripción de G1/S es un determinante Incremento-Relacionado de la consolidación del ciclo celular en levadura” aparece en sistemas de la célula. La investigación continuada será financiada a través del National Science Foundation.

La investigación sobre homeostasis de la talla de célula satisface la nueva escuela politécnica, un paradigma emergente para una educación más alta que reconozca que los retos y las oportunidades globales son tan grandes ellos no se pueden alocución adecuadamente por incluso la persona más talentosa que trabaja solamente. Rensselaer sirve como los cruces para la colaboración -- trabajando con los socios a través de disciplinas, de sectores, y de regiones geográficas -- para dirigir retos globales complejos, usando las herramientas y las tecnologías más avanzadas, muchos cuyo se convierten en Rensselaer. La investigación en Rensselaer dirige algo del mundo que prensa retos tecnológicos -- de seguridad energética y del revelado sostenible a la biotecnología y a la salud humana. La nueva escuela politécnica es transformativa en el impacto global de la investigación, en su pedagogía innovadora, y en las vidas de estudiantes en Rensselaer.