Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự Tăng Trưởng/Tạm Nghỉ: Khi nào bắt đầu? Ở đâu dừng lại? Cần chuẩn bị gì?
Tóm tắt
Chu kỳ tế bào là một chuỗi sự kiện được kiểm soát chặt chẽ, cuối cùng dẫn đến sự phân chia tế bào. Tài liệu giải mã các quá trình phân tử liên quan đến việc điều tiết các bước chu kỳ tế bào liên tiếp là rất nhiều. Ngược lại, chúng ta biết rất ít về các trạng thái tế bào không phân chia, mặc dù chúng liên quan đến phần lớn tế bào, từ prokaryote đến sinh vật đa bào. Thực tế, tế bào chỉ quyết định tham gia vào chu kỳ phân chia khi điều kiện thuận lợi. Nếu không, chúng có thể bước vào trạng thái tạm nghỉ, một trạng thái tế bào không phân chia có thể đảo ngược. Các nghiên cứu gần đây trên nấm men đã làm sáng tỏ sự chuyển tiếp giữa sự tăng trưởng và tạm nghỉ, đặt lại câu hỏi về khái niệm cam kết vào chu kỳ tế bào. Chúng cũng chỉ ra vai trò chủ yếu của trạng thái trao đổi chất của tế bào như một yếu tố điều hòa chính trong việc thiết lập và thoát khỏi trạng thái tạm nghỉ. Hơn nữa, một số lượng ngày càng tăng bằng chứng cho thấy rằng các điều kiện môi trường, đặc biệt là sự sẵn có của các chất dinh dưỡng khác nhau, thông qua việc tác động đến các con đường trao đổi chất cụ thể, điều chỉnh trực tiếp sự tổ chức lại tế bào cụ thể xảy ra trong các chuyển tiếp giữa sự tăng trưởng và tạm nghỉ.
Từ khóa
#chu kỳ tế bào #tạm nghỉ #sự tăng trưởng #trạng thái tế bào không phân chia #hoạt động trao đổi chất #điều kiện môi trườngTài liệu tham khảo
Pardee AB: A restriction point for control of normal animal cell proliferation. Proc Natl Acad Sci USA 1974, 71: 1286–1290. 10.1073/pnas.71.4.1286
Hereford LM, Hartwell LH: Sequential gene function in the initiation of Saccharomyces cerevisiae DNA synthesis. J Mol Biol 1974, 84: 445–461. 10.1016/0022-2836(74)90451-3
Hartwell LH, Culotti J, Pringle JR, Reid BJ: Genetic control of the cell division cycle in yeast. Science 1974, 183: 46–51. 10.1126/science.183.4120.46
Davidson GS, Joe RM, Roy S, Meirelles O, Allen CP, Wilson MR, Tapia PH, Manzanilla EE, Dodson AE, Chakraborty S, et al.: The proteomics of quiescent and nonquiescent cell differentiation in yeast stationary-phase cultures. Mol Biol Cell 2011, 22: 988–998. 10.1091/mbc.E10-06-0499
Gresham D, Boer VM, Caudy A, Ziv N, Brandt NJ, Storey JD, Botstein D: System-level analysis of genes and functions affecting survival during nutrient starvation in Saccharomyces cerevisiae. Genetics 2011, 187: 299–317. 10.1534/genetics.110.120766
Klosinska MM, Crutchfield CA, Bradley PH, Rabinowitz JD, Broach JR: Yeast cells can access distinct quiescent states. Genes Dev 2011, 25: 336–349. 10.1101/gad.2011311
Laporte D, Lebaudy A, Sahin A, Pinson B, Ceschin J, Daignan-Fornier B, Sagot I: Metabolic status rather than cell cycle signals control quiescence entry and exit. J Cell Biol 2011, 192: 949–957. 10.1083/jcb.201009028
Daignan-Fornier B, Sagot I: Proliferation/quiescence: the controversial "aller-retour". Cell Div 2011, 6: 10. 10.1186/1747-1028-6-10
Charvin G, Oikonomou C, Siggia ED, Cross FR: Origin of irreversibility of cell cycle start in budding yeast. PLoS Biol 2010, 8: e1000284. 10.1371/journal.pbio.1000284
Skotheim JM, Di Talia S, Siggia ED, Cross FR: Positive feedback of G1 cyclins ensures coherent cell cycle entry. Nature 2008, 454: 291–296. 10.1038/nature07118
Cooper S: Reappraisal of serum starvation, the restriction point, G0, and G1 phase arrest points. Faseb J 2003, 17: 333–340. 10.1096/fj.02-0352rev
Cooper S: On the proposal of a G0 phase and the restriction point. Faseb J 1998, 12: 367–373.
Wei W, Nurse P, Broek D: Yeast cells can enter a quiescent state through G1, S, G2, or M phase of the cell cycle. Cancer Res 1993, 53: 1867–1870.
Drewinko B, Yang LY, Barlogie B, Trujillo JM: Cultured human tumour cells may be arrested in all stages of the cycle during stationary phase: demonstration of quiescent cells in G1, S and G2 phase. Cell Tissue Kinet 1984, 17: 453–463.
Baisch H: Different quiescence states of three culture cell lines detected by acridine orange staining of cellular RNA. Cytometry 1988, 9: 325–331. 10.1002/cyto.990090409
Coudreuse D, Nurse P: Driving the cell cycle with a minimal CDK control network. Nature 2011, 468: 1074–1079.
Tzur A, Kafri R, LeBleu VS, Lahav G, Kirschner MW: Cell growth and size homeostasis in proliferating animal cells. Science 2009, 325: 167–171. 10.1126/science.1174294
Goranov AI, Cook M, Ricicova M, Ben-Ari G, Gonzalez C, Hansen C, Tyers M, Amon A: The rate of cell growth is governed by cell cycle stage. Genes Dev 2009, 23: 1408–1422. 10.1101/gad.1777309
Goranov AI, Amon A: Growth and division--not a one-way road. Curr Opin Cell Biol 2010, 22: 795–800. 10.1016/j.ceb.2010.06.004
Hartwell LH, Unger MW: Unequal division in Saccharomyces cerevisiae and its implications for the control of cell division. J Cell Biol 1977, 75: 422–435. 10.1083/jcb.75.2.422
Johnston GC, Pringle JR, Hartwell LH: Coordination of growth with cell division in the yeast Saccharomyces cerevisiae . Exp Cell Res 1977, 105: 79–98. 10.1016/0014-4827(77)90154-9
Popolo L, Vanoni M, Alberghina L: Control of the yeast cell cycle by protein synthesis. Exp Cell Res 1982, 142: 69–78. 10.1016/0014-4827(82)90410-4
Slater ML, Sharrow SO, Gart JJ: Cell cycle of Saccharomyces cerevisiae in populations growing at different rates. Proc Natl Acad Sci USA 1977, 74: 3850–3854. 10.1073/pnas.74.9.3850
Unger MW, Hartwell LH: Control of cell division in Saccharomyces cerevisiae by methionyl-tRNA. Proc Natl Acad Sci USA 1976, 73: 1664–1668. 10.1073/pnas.73.5.1664
Costello G, Rodgers L, Beach D: Fission yeast enters the stationary phase G0 state from either mitotic G1 or G2. Curr Genet 1986, 11: 119–125. 10.1007/BF00378203
Takeo K, Tanaka R, Miyaji M, Nishimura K: Unbudded G2 as well as G1 arrest in the stationary phase of the basidiomycetous yeast Cryptococcus neoformans . FEMS Microbiol Lett 1995, 129: 231–235.
Cameron IL, Bols NC: Effect of cell population density on G2 arrest in Tetrahymena . J Cell Biol 1975, 67: 518–522. 10.1083/jcb.67.3.518
Martinez MJ, Roy S, Archuletta AB, Wentzell PD, Anna-Arriola SS, Rodriguez AL, Aragon AD, Quinones GA, Allen C, Werner-Washburne M: Genomic analysis of stationary-phase and exit in Saccharomyces cerevisiae : gene expression and identification of novel essential genes. Mol Biol Cell 2004, 15: 5295–5305. 10.1091/mbc.E03-11-0856
Gasch AP, Spellman PT, Kao CM, Carmel-Harel O, Eisen MB, Storz G, Botstein D, Brown PO: Genomic expression programs in the response of yeast cells to environmental changes. Mol Biol Cell 2000, 11: 4241–4257.
Radonjic M, Andrau JC, Lijnzaad P, Kemmeren P, Kockelkorn TT, van Leenen D, van Berkum NL, Holstege FC: Genome-wide analyses reveal RNA polymerase II located upstream of genes poised for rapid response upon S . cerevisiae stationary phase exit. Mol Cell 2005, 18: 171–183. 10.1016/j.molcel.2005.03.010
Saldanha AJ, Brauer MJ, Botstein D: Nutritional homeostasis in batch and steady-state culture of yeast. Mol Biol Cell 2004, 15: 4089–4104. 10.1091/mbc.E04-04-0306
Wu J, Zhang N, Hayes A, Panoutsopoulou K, Oliver SG: Global analysis of nutrient control of gene expression in Saccharomyces cerevisiae during growth and starvation. Proc Natl Acad Sci USA 2004, 101: 3148–3153. 10.1073/pnas.0308321100
Yotsuyanagi Y: [Study of yeast mitochondria. I. Variations in mitochondrial ultrastructure during the aerobic growth cycle.]. J Ultrastruct Res 1962, 7: 121–140. 10.1016/S0022-5320(62)80031-8
Sagot I, Pinson B, Salin B, Daignan-Fornier B: Actin bodies in yeast quiescent cells: an immediately available actin reserve? Mol Biol Cell 2006, 17: 4645–4655. 10.1091/mbc.E06-04-0282
Laporte D, Salin B, Daignan-Fornier B, Sagot I: Reversible cytoplasmic localization of the proteasome in quiescent yeast cells. J Cell Biol 2008, 181: 737–745. 10.1083/jcb.200711154
Teixeira D, Sheth U, Valencia-Sanchez MA, Brengues M, Parker R: Processing bodies require RNA for assembly and contain nontranslating mRNAs. Rna 2005, 11: 371–382. 10.1261/rna.7258505
Brengues M, Teixeira D, Parker R: Movement of eukaryotic mRNAs between polysomes and cytoplasmic processing bodies. Science 2005, 310: 486–489. 10.1126/science.1115791
Narayanaswamy R, Levy M, Tsechansky M, Stovall GM, O'Connell JD, Mirrielees J, Ellington AD, Marcotte EM: Widespread reorganization of metabolic enzymes into reversible assemblies upon nutrient starvation. Proc Natl Acad Sci USA 2009, 106: 10147–10152. 10.1073/pnas.0812771106
Noree C, Sato BK, Broyer RM, Wilhelm JE: Identification of novel filament-forming proteins in Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster. J Cell Biol 2010, 190: 541–551. 10.1083/jcb.201003001
Tapia H, Morano KA: Hsp90 nuclear accumulation in quiescence is linked to chaperone function and spore development in yeast. Mol Biol Cell 2010, 21: 63–72. 10.1091/mbc.E09-05-0376
Schafer G, McEvoy CR, Patterton HG: The Saccharomyces cerevisiae linker histone Hho1p is essential for chromatin compaction in stationary phase and is displaced by transcription. Proc Natl Acad Sci USA 2008, 105: 14838–14843. 10.1073/pnas.0806337105