科学家们发现静止细胞的必需基因，这会导致新的癌症治疗方法。

在营养缺乏的条件下，裂殖酵母细胞停止繁殖并滑入静止状态或G0期。在G0期，细胞改变形状并改变其功能以在有限的氮可用性下存活并且仅在氮供应条件返回时复苏。

来自冲绳科学技术研究生院（OIST）的科学家已经确定了85个在休息时对裂殖酵母细胞必不可少的基因，这些基因在营养有限的环境条件下能够保持其恢复分裂模式的能力。该研究揭示了癌症干细胞等静息细胞重新激活所需的遗传网络，并在开发治疗癌症的新疗法方面具有潜在的应用价值。该研究发表在Science Advances杂志上。

在所有生物体中，当营养和环境条件有利于细胞分裂时，细胞繁殖。通过氮源获得充足的营养是启动细胞分裂过程所必需的主要决定因素之一，因为需要氮来制造DNA，RNA和蛋白质。当不存在外部氮源时，细胞必须循环细胞内氮源并保持非分裂（静止）状态，或者称为G0相。关于碳源（能量源），培养基含有过量的碳能源（葡萄糖），使得脑或肌肉中G0细胞的代谢完全活跃。在G0阶段，细胞变成不同于分裂模式的形状，它们改变了它们的工作方式，以应对氮源的稀缺，只有当有利和充足的氮气返回时才重新激活分裂。细胞重新开始细胞分裂过程的这种能力被称为有丝分裂能力（MC）。

“了解G0细胞如何在经历有利条件的情况下保持恢复自身的能力非常重要，”Mitsuhiro Yanagida教授实验室研究员Kenichi Sajiki博士说道，该论文的第一作者。在这项研究中，他和他的同事检查了一组3280个裂殖酵母缺失突变细胞株，这些细胞株中有一个基因，或者其中一部分被删除。

通过为裂殖酵母细胞提供必需的营养来促进其生长和繁殖。随后切断它们的氮供应以诱导G0相。一旦诱导G0期，酵母细胞就保持这种状态长达四周。在这段时间结束时，他们通过恢复氮供应恢复到分裂模式。

天然存在的或野生型裂殖酵母细胞即使在其氮供应被缩短之后也可以毫不费力地在G0期保持MC超过四周。然而，在所检查的总共3280个突变酵母菌株中，85个显示出较短的MC周期。因此，科学家推断这85个缺失的基因对酵母细胞在G0期维持MC至关重要。令他们惊讶的是，据报道，这些基因中有近一半与癌症有关，这表明G0细胞中MC的维持与癌细胞中的恶性分裂之间存在紧密联系。最近，已知癌性肿瘤中的干细胞保持在G0期，同时暴露于目前使用的靶向分裂细胞的癌症疗法，并且随后重新激活自身并开始再次分裂。

具有最短MC的突变酵母细胞在其中缺失nem1，nem1是与蛋白质的去磷酸化相关的基因。去磷酸化是细胞内信号转移所必需的过程，其通过改变多种蛋白质的活性来发生。另一方面，缺乏负责DNA结构重塑和细胞内不必要物质降解的基因的细胞表现出更长的MC持续时间，这暗示这些功能是延长G0期所必需的。因此，这些观察结果有助于确定维持MC所需的细胞功能的时间。

在失去MC时，缺乏nem1的细胞显示出异常形状的细胞核。这是信号传导途径失去控制的结果，负责降解细胞部分。Sajiki博士还发现Nem1使另一种基因产物Ned1去磷酸化，后者控制细胞内的脂质平衡，其功能障碍导致细胞核崩解。因此，这证实了两个基因nem1-ned1的结合，在细胞从增殖转变为静止期间在保护细胞核中发挥重要作用，导致内部细胞成分的过度降解，同时维持MC。

nem1作为调节因子和ned1作为靶标的这种关系也提出了维持MC的遗传网络的新框架，因为支持性研究表明，仅在G0期MC维持需要nem1，而ned1在两者中都需要G0和分相。一些基因可能作为G0特异性开关起作用，并且它们的靶基因可能作为管家基因起作用。科学家将G0开关的这些基因命名为G-zero必需（GZE）基因和作为超家务（SHK）基因管家的基因，并确定每组约80个基因。

Yanagida教授说：“这篇论文是我们理解MC如何在G0细胞内维持的真正突破.MC维护需要两组基因，每组少于100个，至少在一个案例中Nem1和Ned1每个代表两组，直接进行蛋白质去磷酸化作用.Sajiki博士作为OIST的研究生发现了第一组SHK基因，现在，9年后，他和他在OIST的G0细胞单位的同事发现了新一代85 GZE基因。我预测Sajiki博士和其他有兴趣充分理解这些基因关系的研究人员会有许多令人兴奋的发现。“