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Disentangling Pro-mitotic Signaling during Cell Cycle Progression using Time-Resolved Single-Cell Imaging
Cell Reports ( IF 7.5 ) Pub Date : 2020-04-14 , DOI: 10.1016/j.celrep.2020.03.078 Manuela Benary 1 , Stefan Bohn 2 , Mareen Lüthen 3 , Ilias K Nolis 4 , Nils Blüthgen 5 , Alexander Loewer 6
Cell Reports ( IF 7.5 ) Pub Date : 2020-04-14 , DOI: 10.1016/j.celrep.2020.03.078 Manuela Benary 1 , Stefan Bohn 2 , Mareen Lüthen 3 , Ilias K Nolis 4 , Nils Blüthgen 5 , Alexander Loewer 6
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Cells rely on input from extracellular growth factors to control their proliferation during development and adult homeostasis. Such mitogenic inputs are transmitted through multiple signaling pathways that synergize to precisely regulate cell cycle entry and progression. Although the architecture of these signaling networks has been characterized in molecular detail, their relative contribution, especially at later cell cycle stages, remains largely unexplored. By combining quantitative time-resolved measurements of fluorescent reporters in untransformed human cells with targeted pharmacological inhibitors and statistical analysis, we quantify epidermal growth factor (EGF)-induced signal processing in individual cells over time and dissect the dynamic contribution of downstream pathways. We define signaling features that encode information about extracellular ligand concentrations and critical time windows for inducing cell cycle transitions. We show that both extracellular signal-regulated kinase (ERK) and phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) activity are necessary for initial cell cycle entry, whereas only PI3K affects the duration of S phase at later stages of mitogenic signaling.
中文翻译：
使用时间分辨单细胞成像解开细胞周期进展过程中的促有丝分裂信号传导
细胞依靠细胞外生长因子的输入来控制其在发育和成体体内平衡过程中的增殖。这种有丝分裂输入通过多种信号通路传递，这些信号通路协同作用以精确调节细胞周期的进入和进展。尽管这些信号网络的结构已在分子细节上得到表征，但它们的相对贡献，特别是在细胞周期的后期阶段，在很大程度上仍未得到探索。通过将未转化人类细胞中荧光报告基因的定量时间分辨测量与靶向药理学抑制剂和统计分析相结合，我们量化了单个细胞中表皮生长因子（EGF）随时间诱导的信号处理，并剖析了下游途径的动态贡献。我们定义了编码有关细胞外配体浓度和诱导细胞周期转变的关键时间窗信息的信号传导特征。我们发现细胞外信号调节激酶 (ERK) 和磷脂酰肌醇 3 激酶 (PI3K) 活性对于初始细胞周期进入是必需的，而只有 PI3K 影响有丝分裂信号后期 S 期的持续时间。
更新日期：2020-04-14
中文翻译：
使用时间分辨单细胞成像解开细胞周期进展过程中的促有丝分裂信号传导
细胞依靠细胞外生长因子的输入来控制其在发育和成体体内平衡过程中的增殖。这种有丝分裂输入通过多种信号通路传递，这些信号通路协同作用以精确调节细胞周期的进入和进展。尽管这些信号网络的结构已在分子细节上得到表征，但它们的相对贡献，特别是在细胞周期的后期阶段，在很大程度上仍未得到探索。通过将未转化人类细胞中荧光报告基因的定量时间分辨测量与靶向药理学抑制剂和统计分析相结合，我们量化了单个细胞中表皮生长因子（EGF）随时间诱导的信号处理，并剖析了下游途径的动态贡献。我们定义了编码有关细胞外配体浓度和诱导细胞周期转变的关键时间窗信息的信号传导特征。我们发现细胞外信号调节激酶 (ERK) 和磷脂酰肌醇 3 激酶 (PI3K) 活性对于初始细胞周期进入是必需的，而只有 PI3K 影响有丝分裂信号后期 S 期的持续时间。
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