《自然·细胞生物学》：决定细胞分裂的分子开关

科学家最近发现，Rb-E2F信号通路的一个分子开关，能够控制细胞的生长。它是双稳态的（在激活和失活的状态下都稳定）。一旦被外来信号激活，这个分子开关就能维持在稳定的状态，甚至在信号消失之后也是如此。如果这个开关打开，那么细胞就会分裂，没有回头之路。该研究对细胞异常生长所致的疾病有重要意义。

　　生物通报道：杜克大学基因组科学和政策研究院的科学家们发现，一个隐藏的分子开关能够控制细胞的生长。

杜克大学的研究小组证实，如果这个开关打开，那么细胞就会分裂，甚至在细胞受损或生长信号消失的时候也是如此。说明这些开关如何工作，将会给癌症和其它疾病提供一个新的药物靶标，因为这些疾病都是都是由于细胞异常生长所致。

这个开关是控制细胞分裂关键通路的一部分。在细胞开始分裂之前，它需要通过一系列检查，以确保所有的东西都准备就绪，就如同人们为长途旅行所作的准备。如果一个细胞在早期感受到了有不正常的东西，它就会停止分裂的进程。但一旦细胞通过了限制点，就再也没有回头路，无论后果如何都是如此。控制这个检查点的开关，对于细胞生长是非常关键的。

研究结果将发表在4月的《自然·细胞生物学》上。

这个分子开关是Rb-E2F信号通路的一部分，Rb（etinoblastoma，眼癌）基因是一种非常关键的肿瘤抑制基因，而E2F是控制细胞分裂所有基因表达的转录因子。

第一作者Guang Yao博士说，不同生物中基本是完全一样的。很有可能是不同生物进化的过程中都保留有调节它们生长的设计原则。这个细胞通路所包含的开关，在所有的多细胞生物中都有发现，从植物到人类。当细胞接收到要求生长的外来化学信号时，细胞就会触发这个通路。

在这个研究项目中，研究人员发现该分子开关具有意想不到的性质：它是双稳态的（在激活和失活的状态下都稳定）。一旦被外来信号激活，这个分子开关就能维持在稳定的状态，甚至在信号消失之后也是如此。

Lingchong You博士发现了，该开关可能代表着一种双稳态条件。You与Yao等合作进行了该研究。You与Yao和其导师Joseph Nevins一起谈论了限制点的现象，You意识到该过程可以用双稳态分子开关来描述。这些研究人员继续合作，他们将该通路分解到单个化学反应，然后再用数学公式来描述。他们构建了一个数学模型并对其进行分析，然后预测这个分子开关是双稳定的，并鉴定出在限制点的关键决定因素。Yao在单个细胞中用实验的方法证实了这个结果。

Nevins教授研究了Rb-E2F通路20年。他认为这个研究方法可以延伸使用到细胞行为的其它关键方面，如涉及到细胞死亡的决定等。Nevins 说，这个信号通路，以及它关于细胞是否适于增殖的决定，都与细胞的命运紧密相连。还有一个决定是，增殖的过程是否正常，如果答案是否的话，细胞要死亡掉。我们还不知道这个过程的关键动力学。（生物通，揭鹰）