Alle levende cellen, van eenvoudige gisten tot menselijke hersencellen, reguleren hun groeisnelheid en hun uiteindelijke grootte en vorm. Hoe ze dit doen, echter, is een van de fundamentele mysteries van de biologie.

Een nieuwe studie, gepubliceerd op 28 december in Huidige biologie , onthult een complex netwerk van signalen en feedbacklussen die zowel de celgroei als de grootte in gist regelen. In het hart van het netwerk bevindt zich een eiwitcomplex genaamd TORC2, die in veel kankercellen wordt verstoord.

"Een van de meest universele defecten bij kanker is de afwijkende celgrootte en -vorm. Daar zoekt de patholoog naar, en hoe erger die gebreken zijn, hoe slechter de prognose, " legde Douglas Kellogg uit, hoogleraar moleculaire, cel, en ontwikkelingsbiologie aan UC Santa Cruz en corresponderende auteur van de studie.

Gist is een relatief eenvoudig organisme, toch werkt het op dezelfde fundamentele manieren als menselijke cellen. Men denkt dat hetzelfde signaalnetwerk dat de celgroei in gist regelt ook in complexere organismen werkt, inclusief mensen.

"Fundamentele ontdekkingen in gist zijn direct toepasbaar op mensen, " Kellogg zei. "Als we kunnen begrijpen hoe groeicontrole werkt in normale cellen, en hoe het mis gaat in kankercellen, we zouden die kennis mogelijk kunnen benutten om kankercellen te doden."

In de nieuwe studie werd gekeken naar hoe celgroei en -grootte worden beperkt door de beschikbaarheid van voedingsstoffen. In eerder werk, Het team van Kellogg had een eiwit geïdentificeerd dat nodig is voor nutriëntenmodulatie van celgrootte. Nader onderzoek toonde aan dat dit gebeurt door de effecten van het eiwit op het TORC2-signaleringsnetwerk.

Onder leiding van co-eerste auteurs Rafael Lucena en Maria Alcaide-Gavilán, beide postdoctorale onderzoekers in het laboratorium van Kellogg, het team gebruikte verschillende technieken om de details uit te werken van hoe moleculaire signalen via dit netwerk worden doorgegeven, waardoor de cel kan reageren op veranderende nutriëntenniveaus. Een sleutelrol in dit proces wordt gespeeld door ceramiden, die bouwstenen zijn voor structurele moleculen in het celmembraan. Uit de studie bleek dat ceramide-afhankelijke signalen zowel de celgrootte als de groeisnelheid regelen.

"Dezelfde signalen regelen de groeisnelheid en celgrootte, wat verklaart waarom de celgrootte evenredig is met de groeisnelheid die wordt bepaald door de beschikbaarheid van voedingsstoffen, ' zei Kellogg.

Er is extra werk nodig om enkele details van het signaleringsnetwerk te verduidelijken en de effecten ervan in de cel te onderzoeken. Kellogg wil de nieuwe bevindingen ook graag toepassen op studies van menselijke cellen.

Hij merkte op dat in geavanceerde biologieboeken, het gedeelte over celgroei is meestal slechts één pagina lang, en celgrootte wordt behandeld in een korte paragraaf. "We willen een heel nieuw hoofdstuk schrijven over celgroei en -grootte voor de leerboeken, ' zei Kellogg.