制限点
ハワード・マーティン・テミンは、ニワトリの細胞がDNA複製に従事する時点に到達すると、細胞外のシグナルに依存しなくなることを示した。約20年後の1973年、アーサー・パーディー(英語版)は細胞外のシグナルに依存しなくなる単一の時点がG1期に存在することを実証した。それまで、G1期は単に有糸分裂とS期の間の期間として定義されており、細胞がG1期内のどの時点に位置しているかを示す分子的、形態的なマーカーは知られていなかった。パーディーは細胞を特定の細胞周期阻害条件(重要なアミノ酸の除去や血清の除去など)から他の阻害条件に移行させることで、各阻害要因がS期への進行を阻止する効率を比較した。その結果、いずれの要因もS期への移行を阻止する効率が同じであることが示された。このことはこれらの要因がすべてG1期の同じ時点で作用していることを示唆しており、彼はその時点を制限点(restriction point)またはR点(R-point)と命名した。
1985年、ZetterbergとLarssonは、細胞周期のすべての段階で、血清の除去によってタンパク質合成が阻害されることを発見した。そして有糸分裂後の細胞(すなわちG1期初期の細胞)のみが血清の除去によって静止期(G0期)に移行した。またZetterbergは、細胞周期の長さのばらつきのほとんどすべてに関して、R点からS期に移行するまでの時間で説明できることを発見した。
p27とp21はG1/S期、S期サイクリン/CDK複合体の化学量論的阻害因子である。p21のレベルは細胞周期への移行時に上昇するのに対し、p27は一般的に細胞がG1期の終盤へ進行するにつれて不活性化される。高い細胞密度や分裂促進因子の枯渇、そしてTGF-βは、p27の蓄積と細胞周期の停止を引き起こす。同様に、DNA損傷や他のストレスはp21のレベルを増加させ、一方、分裂促進因子によって刺激されたERK2やAktの活性はp21を不活性化させるリン酸化を引き起こす。
p27の過剰発現による初期の研究では、in vitroと特定の細胞種において、p27はサイクリンD-CDK4/6複合体とサイクリンE/A-CDK2複合体に結合して阻害を行うことが示唆された。しかし速度論的研究からは、p21とp27はサイクリンD/CDK複合体の組み立てを促進し、複合体の総活性と核局在を増加させることが示された。