Nature解開細胞周期之謎
日期：2011-11-03 08:52:27
來自德國海德堡大學，美國Fred Hutchinson癌癥研究中心，加拿大卡爾加里大學等處組成的國際研究團隊解析了一種特殊的細胞周期：核內(nèi)周期的作用機制，這將有助于科學家們深入了解細胞如何生長，以及細胞生長率為何有時變快，有時變慢，為農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥研究提供新思路。這一研究成果公布在Nature雜志上。
文章的通訊作者是德國海德堡大學的生物學家，及癌癥研究專家Bruce A. Edgar教授，他曾在上個世紀80年代，曾同樣在Nature雜志上發(fā)表了有絲分裂細胞周期的開創(chuàng)性成果。其研究組近期剛剛贏得歐洲研究基金的260萬歐元經(jīng)費。
核內(nèi)周期（endocycle）是指正常有絲分裂細胞周期的變異形式，細胞只進行DNA復制，而不發(fā)生胞質(zhì)分裂，形成了擁有多線染色體（polytene chromosome）的多倍體細胞，比如果蠅胚胎第6期時，濾泡細胞上皮轉(zhuǎn)變?yōu)楹藘?nèi)周期。這一細胞周期在動物，植物，某些人類組織中廣泛存在，比如人類的肝臟，以及肌肉。
在這篇文章中，研究人員利用遺傳學方法，分析了模式動物果蠅的核內(nèi)周期，首先他們聚焦于唾液腺體——這些細胞在果蠅生命周期中會發(fā)生10次核內(nèi)周期DNA復制，從而造成其細胞大小超過正常細胞上千倍。
研究人員分析了這些細胞的轉(zhuǎn)錄因子，和驅(qū)使核內(nèi)周期和DNA復制的酶，結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)E2F這一轉(zhuǎn)錄因子在其中的關(guān)鍵作用，在DNA復制過程中，CRL4這種酶會暫時消化E2F，在E2F恢復之前，DNA會復制，這一周期會重復。E2F和CRL4就像一個分子振蕩器，幫助這一周期完成。
研究人員還發(fā)現(xiàn)了細胞生長率能調(diào)控E2F積累的速度，從而控制細胞DNA以什么速度復制。這些研究結(jié)果都表明E2F這一轉(zhuǎn)錄因子在核內(nèi)周期調(diào)控中扮演了重要角色。
Edgar教授表示，“這是二十多年來首個被解開的新細胞周期之謎”，“一般來說，核內(nèi)復制這一機制所用到的基因產(chǎn)物和原理，在所有的細胞中都能用于調(diào)控DNA復制”，因此這項研究對于許多包含有異常細胞增殖的疾病來說，都具有重要的意義，包括癌癥，以及一些退行性疾病。
除此之外，Edgar教授研究組還獲得了腸道干細胞研究的最新成果：他們發(fā)現(xiàn)細胞自身的表皮生長因子受體EGFR信號通道扮演著重要的作用：它刺激干細胞分裂，并使他們的子細胞替換受損傷的腸道上皮細胞。該信號通道也可能參與了人體中大腸癌的滋生。
上一篇： 《細胞》：新角度探索干細胞修復
下一篇： 兩項研究獲心臟病治療新方法
