システム生物学：細胞周期抑制因子Whi5の希釈は出芽酵母の細胞サイズを制御する

細胞サイズは細胞小器官の大きさを決定し細胞表面輸送に影響を与えることで、基本的に全ての生合成プロセスに影響を与える。広範囲の研究から細胞サイズに影響を与える多くの変異が明らかにされているものの、細胞サイズを制御する分子メカニズムは不明のままであった。出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）では、不可逆的に細胞分裂へと拘束される時点であるStartの前のG1期で細胞サイズの制御が起こる。以前は、G1サイクリンCln3の活性が細胞サイズとともに増加し、転写抑制因子であるWhi5の抑制を開始させることでStartを誘発すると考えられていた。今回我々は、Cln3の濃度は細胞がStartを通過する速度を調節するものの、その合成は細胞サイズに比例して増加するため全体の濃度はStart以前のG1期ではほぼ一定であることを示す。我々は、細胞サイズが増殖を制御する分子メカニズムはCln3活性の増加というよりは、細胞の成長によるWhi5の希釈に起因する活性の減少によっていることを明らかにする。Whi5は、細胞サイズにほぼ依存することなく、細胞周期のS/G2/M期に合成されている。これによって、生じた娘細胞はサイズが小さくWhi5濃度が高くなるため、Start前のG1期が延長する。従って、出芽酵母の細胞サイズの制御は、最も基本的なレベルで、細胞サイズに伴うCln3とWhi5の合成速度の異なるスケーリングに起因している。より一般的には、我々の研究は、タンパク質合成の差別的な細胞サイズ依存性が細胞の機能を成長と協調させる的確な仕組みとなっている可能性を示している。

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