Исследователи раскрыли механизмы, контролирующие размер клеток
Многопрофильная команда из Калифорнийского университета в Сан-Диего, работая с бактериями, пролила новый свет на давний научный вопрос: каковы основные механизмы, контролирующие размер клеток?
Почти пять лет назад команда под руководством биофизика Сакджуна Джуна обнаружила, что размер клетки контролируется фундаментальным процессом, известным как «сумматор» (the adder). Эта функция направляет клетки к росту на фиксированную добавленную величину от рождения до деления. Однако механизмы, лежащие в основе этого процесса, оставались загадкой.
Опубликовав свою работу в выпуске Current Biology от 16 мая, Джун, ведущие авторы Фангвэй Си и Гийом Ле Трё и их коллеги описывают внутреннюю работу сумматора. Они обнаружили, что этот процесс, также известный как «гомеостаз размера», сводится к двум необходимым компонентам:
- Сбалансированный синтез специфических биологических ингредиентов для деления клетки, включая определённые белки.
- Критический порог, который запускает процесс сумматора, когда накапливается достаточное количество таких белков.
Учёные утверждают, что процесс сумматора следует именно из этих двух требований.
«Это очень надёжный механизм, потому что каждая клетка гарантированно достигает своего целевого размера, родилась ли она большой или маленькой», — сказал Джун. «Суть в том, что мы обнаружили: сумматор исключительно определяется некоторыми ключевыми белками, участвующими в делении клетки».
Хотя исследователи обнаружили эти механизмы у бактерий Escherichia coli (E. coli) и Bacillus subtilis (B. subtilis), они полагают, что процесс является общим для многих форм жизни.
Джун отмечает, что команде, состоящей из биологов, физиков и инженеров, удалось раскрыть принцип работы сумматора после многих лет попыток с использованием множества исследовательских методов и экспериментальных подходов.
«Гомеостаз размера клетки — это фундаментальный биологический вопрос, и, насколько нам известно, это первый раз, когда мы наконец понимаем его механистическое происхождение», — сказал Джун. «Мы не смогли бы решить эту задачу с помощью чистой физики или чистой биологии. Это был очень междисциплинарный подход».
Исследовательская группа теперь изучает, применима ли количественная и механистическая основа, лежащая в основе сумматора, к другим моделям, таким как дрожжи и раковые клетки.