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汤超教授、欧阳颀教授研究组在细胞决策领域取得新进展

 


        “To be, or not to be, that is the question”,同莎翁剧中的哈姆雷特一样,细胞广泛面临决策的难题:发育过程中是生长还是分化,细胞命运如何抉择,面对环境压力时选择哪种应对策略?抉择的难题困扰细胞,很多情况下即便分子网络已经知晓,人们对细胞如何处理信息做出决策的机理却并不清晰。

 

细胞如何在存在随机噪声及环境涨落的情况下做出正确的决定?北京大学定量生物学中心汤超教授研究组与欧阳颀教授研究组密切合作,以芽殖酵母细胞G1末期的命运决定点START检验点为例,通过在单细胞水平上定量测量和理论分析相结合的方法研究这一问题。他们的研究发现,芽殖酵母细胞通过采用对信号蛋白Cln3积分的机制决定细胞是否进入细胞周期,积分作用在START跃迁的抑制蛋白Whi5上,当被Cln3磷酸化的Whi5达到一定阈值时,下游的正反馈回路被触发,START跃迁发生。信号积分机制,这一在动物决策中被广泛采纳的策略,被研究组发现用于细胞层面进行降低噪声和减小不确定性。  

 

 该研究成果于1月发表在《elife》杂志上(X. Liu, X. Wang, X. Yang, S. Liu, L. Jiang, Y. Qu, L. Hu, Q. Ouyang, C. Tang (2015). Reliable cell cycle commitment in budding yeast is ensured by signal integration. eLife: e03977.)。该论文第一作者是汤超教授与欧阳颀教授共同指导的研究生刘曦励博士;负责实验体系的构建与实验测量。共同第一作者是汤超教授研究组的博士研究生王欣;负责理论分析和模型计算工作。定量生物学中心副研究员杨晓静,三峡大学医学院副教授刘森,生命科学联合中心博士后蒋灵莉,生命科学联合中心博士研究生屈弋淼、胡鲁峰也参与了研究工作。
 

文章链接:http://elifesciences.org/content/early/2015/01/16/eLife.03977