Endocycles

Endocycles: a recurrent evolutionary innovation for post-mitotic cell growth.  Nat Rev Mol Cell Biol. 15: 197–210.

Dr. BEのところから Nature Reviews MCB に「Endocycle」についてのレビューが出てきた。Box 2で Compensatory Cellular Hypertrophy をハイライトしているけど、follicle CCHのreferenceを間違えてcompetitionのレビューの方を引用しちゃってる。。。で、これについてDr. BEにメールしたら、「Oh dear...」ということでエディターに連絡してくれたので、まぁそのうち訂正されるのかな。

それはさておき、なかなか気合いの入ったレビュー。主にDrosophila、Mouse、Arabidopsisにおいて分かってきたendocycleのtransitionやprogression、そしてupstream regulationに関するメカニズムについて述べており、これら異なるphylum間で見られる相違と共通性は結構面白い。それにしてもやっぱりよう知ってはりますなぁ、と感心させられた。尾索類、Oikopleuraの上皮で見られるspatial patterns of differential endoreplicationとかかなりシブイやん。

mammalでのメカニズムはほとんどがmouseのtrophoblast giant cellsで研究されてきたものなんだけども、実はmammalでも結構いろんな組織でendocycleは起こっているのである。

Mammalian cells that are known to endocycle include placental trophoblast giant cells (TGCs), hepatocytes, cardiac myocytes, epithelial keratinocytes, vascular smooth muscle cells and primitive podocytes of the kidney.  Some of these cells endoreplicate during injury- or infection-mediated stress, whereas others endoreplicate as part of a developmental programme.

ということで、このレビューではさらっと触れられているだけだけれども、human epidermisでもterminal differentiationに入ったkeratinocytesがendocycleによってpolyploidizationを起こしていることを示している論文を最近知った。スペインのDr. AGというひとがこれについて精力的に研究しているようだ。

A mitosis block links active cell cycle with human epidermal differentiation and results in endoreplication.  PLoS ONE 5, e15701.

締めは以下の文章で。

The widespread occurrence of endocycles in nature — from bacteria and protozoa to animals, plants and green algae — indicates that endopolyploidy was an ancient and practical innovation.  In most cases it seems to have provided a simple way to facilitate increased cell growth following differentiation, often in cells in which mitosis would compromise function.  Phylogenetic considerations suggest that endocycling pre-dates the evolution of multicellular life and the separation of the plant, animal and fungal kingdoms 800–1,000 million years ago.  However, the various molecular mechanisms used to switch into and then run an endocycle suggest that endocycling re-evolved many times, and multiple times for different cell types in individual species, as different modifications of the mitotic cell cycle occurred.  Nonetheless, mechanistic similarities can be found among all the known endocycles, which helps to explain why it was so simple to convert mitotic cycles into endocycles.