根据威尔康奈尔医学院的研究人员的一项发现，在一个细胞完全投入到分裂成两个新细胞的过程之前，它可能会在可逆的中间状态中停留数小时——有时甚至超过一天——以确保其投入的适当性。他们对这一生物学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治疗方法的发展提供信息。

在他们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追踪E2F的激活状态，E2F是一种转录因子蛋白，长期以来被认为是启动哺乳动物细胞分裂的主开关。他们意外地发现，在完全激活之前，E2F可以保持在一个潜在的长时间的部分和可逆激活状态，可能以完全致力于细胞分裂或恢复到通常的，不分裂的，“静止”状态而结束。

虽然这种细胞分裂前承诺状态的作用尚不完全清楚，但它似乎是一种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方面，直到现在还未被发现，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、细胞与发育生物学教授、威尔康奈尔医学院生物化学教授托拜厄斯·迈耶博士说。

该研究的第一作者——也是Meyer博士的共同通讯作者——是Yumi Konagaya博士，他在研究期间是Meyer实验室的博士后研究员，现在是日本国立研究所Riken的首席研究员。

细胞分裂是生物生长发育的基本过程，即使在成年生物体中，细胞分裂对于伤口的修复和组织的一般维护也是必要的。虽然我们已经知道，当各种输入信号触发E2F的激活时，细胞内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及其信号伙伴的详细激活状态。有了这些新工具，她观察到E2F，它被称为磷酸化的多种化学修饰激活，通常保持在一个扩展的，部分激活的“启动”状态，其中一些但不是所有必要的磷酸化都发生了。

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

根据研究人员的说法，这种中间启动状态似乎有可能让细胞有时间感知和整合通常的、波动的细胞分裂输入信号，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。迈耶博士指出，dna修复功能对癌细胞和健康细胞都有好处。

他说:“癌细胞通常在分裂时死亡，因为它们积累了DNA损伤，但这种中间状态诱导了DNA损伤修复机制，所以也许一些癌症在分裂前利用这种状态来修复自己。”

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部分跟进。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，这可能有助于优化治疗。