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    Démêler les mécanismes qui contrôlent la croissance et la taille des cellules

    Une protéine qui contrôle la croissance cellulaire (PIP kinase) est marquée d'une étiquette verte fluorescente dans ces cellules de levure en croissance. Crédit :Rafael Lucena

    Toutes les cellules vivantes, des simples levures aux cellules du cerveau humain, réguler leur taux de croissance et leur taille et forme finales. Comment ils font ça, cependant, est l'un des mystères fondamentaux de la biologie.

    Une nouvelle étude, publié le 28 décembre dans Biologie actuelle , révèle un réseau complexe de signaux et de boucles de rétroaction qui contrôlent à la fois la croissance et la taille des cellules chez la levure. Au cœur du réseau se trouve un complexe protéique appelé TORC2, qui est perturbé dans de nombreuses cellules cancéreuses.

    "L'un des défauts les plus universels du cancer est la taille et la forme aberrantes des cellules. C'est ce que le pathologiste recherche, et pire sont ces défauts, pire est le pronostic, " a expliqué Douglas Kellogg, professeur de moléculaire, cellule, et la biologie du développement à l'UC Santa Cruz et auteur correspondant de l'étude.

    La levure est un organisme relativement simple, pourtant, il fonctionne de la même manière fondamentale que les cellules humaines. On pense que le même réseau de signalisation qui contrôle la croissance cellulaire chez la levure fonctionne également dans des organismes plus complexes, y compris les humains.

    "Les découvertes fondamentales sur la levure sont directement applicables à l'homme, " a déclaré Kellogg. " Si nous pouvons comprendre comment fonctionne le contrôle de la croissance dans les cellules normales, et comment ça se passe mal dans les cellules cancéreuses, nous pourrions potentiellement exploiter ces connaissances pour tuer les cellules cancéreuses. »

    La nouvelle étude a examiné comment la croissance et la taille des cellules sont limitées par la disponibilité des nutriments. Dans des travaux antérieurs, L'équipe de Kellogg avait identifié une protéine requise pour la modulation nutritive de la taille des cellules. Une enquête plus approfondie a montré que cela se produit par les effets de la protéine sur le réseau de signalisation TORC2.

    Dirigé par les co-premiers auteurs Rafael Lucena et Maria Alcaide-Gavilán, les deux chercheurs postdoctoraux dans le laboratoire de Kellogg, l'équipe a utilisé diverses techniques pour déterminer les détails de la façon dont les signaux moléculaires sont relayés à travers ce réseau, permettant à la cellule de réagir à l'évolution des niveaux de nutriments. Un rôle clé dans ce processus est joué par les céramides, qui sont des éléments constitutifs des molécules structurelles de la membrane cellulaire. L'étude a révélé que les signaux dépendants des céramides contrôlent à la fois la taille des cellules et le taux de croissance.

    "Les mêmes signaux contrôlent le taux de croissance et la taille des cellules, ce qui explique pourquoi la taille des cellules est proportionnelle au taux de croissance fixé par la disponibilité des nutriments, " a déclaré Kellogg.

    Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour clarifier certains détails du réseau de signalisation et explorer ses effets dans toute la cellule. Kellogg est également impatient d'appliquer les nouvelles découvertes aux études sur les cellules humaines.

    Il a noté que dans les manuels de biologie avancée, la section sur la croissance cellulaire ne fait généralement qu'une page, et la taille des cellules est couverte dans un court paragraphe. "Nous voulons écrire un tout nouveau chapitre sur la croissance et la taille des cellules pour les manuels, " a déclaré Kellogg.


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