细胞分裂：在承诺之前，长期参与

威尔康奈尔医学院的研究人员发现，在一个细胞完全参与将自己分裂成两个新细胞的过程之前，它可以通过在可逆的中间状态下停留数小时——有时超过一天——来确保其承诺的适当性。他们对生物学这一基本特征的揭示包括其机制和动力学的细节，这可能为未来针对癌症和其他疾病的疗法的发展提供信息

在6月26日发表在《自然》杂志上的研究中，研究人员开发了新的工具，使他们能够随着时间的推移跟踪E2F的激活状态，E2F是一种转录因子蛋白，长期以来被称为哺乳动物细胞中启动分裂的主开关。他们出乎意料地发现，在完全激活之前，E2F可以保持在一种潜在的长期的部分和可逆激活状态，这种状态可能以完全参与细胞分裂或恢复到通常的、不分裂的“静止”状态而结束

尽管这种细胞分裂的预承诺状态的作用尚不完全清楚，但它似乎是避免不适当细胞分裂的安全机制，也可能激活DNA修复功能。无论如何，它似乎是细胞生物学的一个基本和迄今尚未发现的方面，可能对理解癌症、伤口愈合和其他细胞分裂相关过程有影响

“例如，我们怀疑某些类型的癌症细胞停留在分裂前的中间状态，以提高它们的生存机会，”该研究的资深作者、细胞与发育生物学的Joseph Hinsey教授、威尔康奈尔医学院的生物化学教授Tobias Meyer博士说

这项研究的第一作者——也是与Meyer博士的共同通讯作者——是Yumi Konagaya博士，他是研究期间Meyer实验室的博士后研究员，现在是日本国家研究机构Riken的首席研究员

细胞分裂是生物生长和发育的基本过程，甚至在成年生物体中，细胞分裂也是修复伤口和维护组织所必需的。虽然人们已经知道，当各种输入信号触发E2F的激活时，细胞中的分裂过程就开始了，但这是如何工作的一直是个谜

原则上，激活过程对输入信号高度敏感，但这些信号非常容易波动——那么细胞如何避免持续的、不适当的E2F激活和细胞分裂呢

为了回答这个问题，Konagaya博士开发了第一套方法，用于在单个细胞中跟踪细胞从通常的静止状态进入分裂过程时E2F及其信号伴侣的详细激活状态。有了这些新工具，她观察到被称为磷酸化的多种化学修饰激活的E2F通常保持在延长的、部分激活的“启动”状态，在这种状态下，一些但不是所有必要的磷酸化都发生了

Konagaya博士说：“很明显，细胞可以在这种启动状态下停滞一天以上，然后恢复静止或进入细胞分裂。”

根据研究人员的说法，这种中间启动状态似乎可以让细胞有时间感知和整合通常波动的细胞分裂输入信号，从而平滑这种“噪音”，减少不适当分裂的机会。但研究人员怀疑，这种状态还有其他功能，包括促进DNA修复，因为这种状态下的细胞显示出激活DNA修复过程的迹象。Meyer博士指出，DNA重配对功能可以使癌症细胞和健康细胞受益

“癌症细胞在分裂时通常会因为积累的DNA损伤而死亡，但这种中间状态会诱导DNA损伤修复机制，因此一些癌症可能会在分裂前利用这种状态自我修复，”他说

研究人员计划通过探索这种中间分裂前状态在癌症中的作用来进行部分随访。原则上，在了解了这种中间状态的磷酸化模式后，他们可以开发出识别这种状态下癌症的测试，这有助于优化治疗