I decennier har biologer trott att det krävs ett visst antal molekyler av ett visst protein för att kontrollera celldelningen. Detta nummer, känt som "stökiometrin" av proteinet, har ansetts vara viktigt för att säkerställa att celler delar sig vid rätt tidpunkt och på rätt sätt.

Ny forskning utmanar dock detta gamla antagande. Studier har visat att stökiometrin hos celldelningsproteiner kan variera kraftigt, även inom samma cell. Detta tyder på att antalet molekyler i ett protein inte är så viktigt som man tidigare trott, och att andra faktorer, såsom tidpunkten och platsen för proteinuttryck, kan vara viktigare för att kontrollera celldelningen.

Dessa fynd har viktiga implikationer för att förstå hur celler delar sig och hur celldelning regleras. De kan också leda till nya sätt att behandla sjukdomar som orsakas av problem med celldelning, som cancer.

Gamla antaganden om stökiometri för celldelningsproteiner

Den traditionella synen på celldelning är att det är en mycket reglerad process som styrs av en specifik uppsättning proteiner. Dessa proteiner tros fungera tillsammans på ett stökiometriskt sätt, vilket innebär att de måste vara närvarande i specifika förhållanden till varandra för att fungera korrekt.

Till exempel är ett av nyckelproteinerna involverade i celldelning cyklinberoende kinas (CDK). CDK är ett proteinkinas som fosforylerar andra proteiner, vilket aktiverar dem och utlöser händelserna med celldelning. CDK måste vara närvarande i ett stökiometriskt förhållande med dess aktivator, cyklin, för att fungera korrekt.

Om stökiometrin av CDK och cyklin störs kan celldelningen försämras. Till exempel, om det finns för mycket CDK i förhållande till cyklin, kan celler dela sig för snabbt och okontrollerat, vilket leder till cancer. Omvänt, om det finns för lite CDK i förhållande till cyklin, kanske celler inte delar sig alls, vilket leder till utvecklingsdefekter.

Nya bevis utmanar de gamla antagandena

Nyligen genomförda studier har visat att stökiometrin hos celldelningsproteiner kan variera kraftigt, även inom samma cell. Detta tyder på att antalet molekyler i ett protein inte är så viktigt som man tidigare trott, och att andra faktorer, såsom tidpunkten och platsen för proteinuttryck, kan vara viktigare för att kontrollera celldelningen.

En studie, publicerad i tidskriften Nature, visade att stökiometrin för CDK och cyklin kan variera mer än 10 gånger i olika celler. Denna variation berodde inte på skillnader i den totala mängden CDK eller cyklin i cellerna, utan snarare på skillnader i tidpunkten och platsen för proteinuttryck.

Forskarna fann att CDK och cyklin uttrycktes vid olika tidpunkter under cellcykeln, och att de var lokaliserade till olika delar av cellen. Detta tyder på att tidpunkten och platsen för proteinuttryck är viktigare för att kontrollera celldelningen än stökiometrin för proteinerna.

Konsekvenserna av de nya rönen

De nya rönen om stökiometrin hos celldelningsproteiner har viktiga konsekvenser för att förstå hur celler delar sig och hur celldelning regleras. De kan också leda till nya sätt att behandla sjukdomar som orsakas av problem med celldelning, som cancer.

Genom att förstå vilken roll timing och plats spelar för att kontrollera celldelningen kan forskare kanske utveckla nya läkemedel som riktar sig mot dessa processer. Detta kan leda till effektivare och mindre toxiska behandlingar för cancer och andra sjukdomar.