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Cell:特殊“生物钟”可促进细胞分裂周期的运行

来源:生物谷 2016-05-08 13:01

图片来源:www.phys.org

2016年5月8日 讯 /生物谷BIOON/ --细胞每分裂一次,就会复制一次DNA,随后将DNA的每一个拷贝分配到两个子代细胞中,细胞分裂事件往往会被复杂调控,同时也受到细胞周期蛋白的影响,近日,刊登在国际著名杂志Cell上的一项研究报道中,来自洛克菲勒实验室的研究人员通过研究使得细胞周期蛋白可以直接对细胞周期调控性的基因表达进行控制,研究者指出,如果细胞周期蛋白可以被完全消除,那么酵母细胞就不会进行周期性的基因表达,同时也不会完成细胞周期循环。

研究者Sahand Jamal Rahi表示,任何事情都会以一种特定的次序发生来确保其所所得产物是恰如其分的,首先多样性的细胞结构就必须合理复制,随后DNA再被复制并且获得合适的支架,随后才能支持细胞进行最终的分裂,而这一系列事件都必须在指定的时间内遵循一定的协调性模式。

Rahi还表示,那么问题就是,在工厂地面的正中间放着一块“生物钟”,其可以告诉我们何时开始工作?类似地,细胞周期蛋白调节细胞周期的模式同这种特殊生物钟一样,一旦遵循这样的模式,蛋白质的产生就具有一定独立性,这就好比工厂里的工人一样独立完成自己应该完成的任务。这项研究中,研究人员通过研究获得了不能够产生细胞周期蛋白的酵母菌株,在这些酵母细胞中细胞周期蛋白依赖性的激酶也处于失活状态,这种激酶可以被细胞周期蛋白所激活;随后研究者发现这些酵母并不能进行在正常酵母细胞中发生的基因表达的时序振荡,当正常酵母细胞进行细胞周期分裂时就会发生上述现象,这就表明,细胞周期蛋白的表达对于细胞周期性分裂至关重要。

随后研究人员调查了一种名为SIC1的特殊蛋白质,当中枢性的细胞周期蛋白被阻断后该蛋白质就会源源不断地产生,而通过进行数学模拟和实验研究,研究者发现,当细胞周期蛋白水平过低或浓度波动过大时,SIC1就会产生反馈效应并且开始稳定细胞周期蛋白的水平。本文研究仅是科学家们对细胞分类机制研究的一部分,当前研究者正在利用可以靶向作用细胞周期蛋白依赖性激酶的一类药物进行不同类型癌症治疗的临床试验,研究者希望本文研究所阐明的细胞周期蛋白控制细胞周期的分子机制为后期开发多种癌症等疾病的新型个体化疗法提供希望和研究基础。(生物谷Bioon.com)

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The CDK-APC/C Oscillator Predominantly Entrains Periodic Cell-Cycle Transcription

Sahand Jamal Rahi, Kresti Pecani, Andrej Ondracka, Catherine Oikonomou, Frederick R. Cross

Throughout cell-cycle progression, the expression of multiple transcripts oscillate, and whether these are under the centralized control of the CDK-APC/C proteins or can be driven by a de-centralized transcription factor (TF) cascade is a fundamental question for understanding cell-cycle regulation. In budding yeast, we find that the transcription of nearly all genes, as assessed by RNA-seq or fluorescence microscopy in single cells, is dictated by CDK-APC/C. Three exceptional genes are transcribed in a pulsatile pattern in a variety of CDK-APC/C arrests. Pursuing one of these transcripts, the SIC1 inhibitor of B-type cyclins, we use a combination of mathematical modeling and experimentation to provide evidence that, counter-intuitively, Sic1 provides a failsafe mechanism promoting nuclear division when levels of mitotic cyclins are low.

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