Сигналом до поділу служить збільшений розмір клітини - чим вона більша, тим менше в ній стає концентрація білка, що забороняє клітині ділитися.
У житті кожної клітини настає час ділитися, але як вона дізнається, що - пора? Досі біологи слабо уявляли собі природу сигналу до поділу. За аналогією з тваринами можна припустити, що тут все вирішує клітинний зріст. Дійсно, процес подвоєння ДНК, необхідний для ділення, починається тоді, коли клітина досить виросла. Але тут виникає інше питання - які молекулярні механізми можуть стежити за її розміром?
Принцип роботи такого механізму уявити неважко: повинна бути якась молекула (швидше за все, білок), чия концентрація суворо прив'язана до зростання клітини. Коли такої молекули стає занадто багато або занадто мало, вона запускає поділ. «Головним підозрюваним» на цю роль у дослідників зі Стенфорда, які експериментували з дріжджами, був білок Cln3, з якого починається сигнальний ланцюжок, що включає реплікацію ДНК. Але виявилося, що його концентрація протягом життєвого циклу не змінюється.
Тоді Курт Шмоллер (Kurt Schmoller) і його колеги звернулися до інших білків з того ж сигнального ланцюжка, і, зрештою, вийшли на Whi5. Його, як пишуть автори роботи в Nature, буває дуже багато в новонародженій клітці, потім же рівень Whi5 починає падати. Якщо Whi5 штучним чином розбавляли, уповільнюючи його синтез, то дріжджі починали ділитися раніше звичайного, коли їх клітини були ще невеликими, які не досягли нормального розміру поділу. Якщо ж, навпаки, рівень його був штучно завищений, то клітини росли і росли, не переходячи до поділу. Тобто Whi5 служить інгібітором поділу, чий ефект залежить від його концентрації.
Головним сюрпризом тут стало те, що молекулярний перемикач займає серединне положення в сигнальному ланцюжку - зазвичай все починається зі стартової молекули, яка сприймає якийсь стимул, після чого передає сигнал своїм «підлеглим», розташованим далі по ланцюгу. (Про те, що цей білковий ланцюг регулює клітинний цикл, було відомо давно, просто досі було незрозуміло, як сигнальний ланцюг відчуває зміни розміру клітини.) Подробиці роботи Whi5 належить ще з'ясувати, але на молекулярному рівні все виглядає, швидше за все, так: сам Whi5 зв'язується з регуляторними послідовностями генів клітинного ділення, тим самим вимикаючи їх, а коли Whi5 стає мало, то він починає гірше триматися на ДНК, і підконтрольні йому гени звільняються від його впливу.
Чи можна отримані результати розповсюдити на людські клітини? Швидше за все, так - на рівні базових молекулярно-клітинних процесів всі еукаріоти (а ми з дріжджами ставимося до домену еукаріот) схожі один на одного. Відмінності ж, наприклад, можуть бути в тому, що за зростанням клітини у людини буде стежити не зовсім такий же, але схожий сигнальний білок. Однак варто нагадати, що є випадки, коли клітина ділиться без попереднього зростання: так, про запліднену яйцеклітину кажуть, що вона дробиться - її нащадки не ростуть, і ембріон на перших етапах розвитку являє собою комплекс все зменшуються і зменшуються клітин. На клітинний зріст тут орієнтуватися не можна, так що сигнал до поділу, очевидно, має іншу природу.