The centriole duplication cycle normally ensures that centriole number is maintained at two centrioles per G1 cell. However, some circumstances can result in an aberrant increase in centriole number—a phenotype that is particularly prevalent in several types of cancer. Following an artificial increase in centriole number without tetraploidization due to transient overexpression of the kinase PLK4, human cells return to a normal centriole number during the proliferation of the population. We examine the mechanisms responsible for this return to normal centriole number at the population level in human retinal pigment epithelial cells. We find that the return to normal centriole number in the population of induced cells cannot be explained by limited duplication of centrioles, instability of extra centrioles, or by grossly asymmetric segregation of extra centrioles in mitosis. However, cells with extra centrioles display heterogenous phenotypes including extended cell cycle arrest, longer interphase durations, and death, which overall result in a proliferative disadvantage relative to normal cells in the population. Although about half of cells with extra centrioles in a population were able to divide, the extent of the disadvantages conferred by other fates is sufficient to account for the observed rate of return to normal centriole number. These results suggest that only under conditions of either positive selection for cells with extra centrioles, continuous generation of such centrioles, or alleviation of the disadvantageous growth phenotypes, would they be maintained in a population.

中心粒复制周期通常确保中心粒数保持在每个 G1 细胞两个中心粒。然而，某些情况会导致中心粒数异常增加——这种表型在几种癌症中特别普遍。由于激酶 PLK4 的瞬时过度表达，在没有四倍体化的情况下人工增加中心粒数后，人类细胞在群体增殖期间恢复到正常的中心粒数。我们检查了导致人类视网膜色素上皮细胞种群水平的中心粒数恢复正常的机制。我们发现诱导细胞群中中心粒数恢复正常不能用有限的中心粒复制、额外中心粒的不稳定性、或通过有丝分裂中额外中心粒的严重不对称分离。然而，具有额外中心粒的细胞表现出异质表型，包括延长的细胞周期停滞、更长的间期持续时间和死亡，这总体上导致相对于群体中正常细胞的增殖劣势。尽管群体中大约一半具有额外中心粒的细胞能够分裂，但其他命运所带来的不利程度足以解释观察到的恢复到正常中心粒数的速率。这些结果表明，只有在对具有额外中心粒的细胞进行阳性选择、连续产生此类中心粒或减轻不利生长表型的条件下，它们才会在种群中得以维持。具有额外中心粒的细胞表现出异质表型，包括延长的细胞周期停滞、更长的间期持续时间和死亡，这总体上导致相对于群体中正常细胞的增殖劣势。尽管群体中大约一半具有额外中心粒的细胞能够分裂，但其他命运所带来的不利程度足以解释观察到的恢复到正常中心粒数的速率。这些结果表明，只有在对具有额外中心粒的细胞进行阳性选择、连续产生此类中心粒或减轻不利生长表型的条件下，它们才会在种群中得以维持。具有额外中心粒的细胞表现出异质表型，包括延长的细胞周期停滞、更长的间期持续时间和死亡，这总体上导致相对于群体中正常细胞的增殖劣势。尽管群体中大约一半具有额外中心粒的细胞能够分裂，但其他命运所带来的不利程度足以解释观察到的恢复到正常中心粒数的速率。这些结果表明，只有在对具有额外中心粒的细胞进行阳性选择、连续产生此类中心粒或减轻不利生长表型的条件下，它们才会在种群中得以维持。这总体上导致相对于群体中正常细胞的增殖劣势。尽管群体中大约一半具有额外中心粒的细胞能够分裂，但其他命运所带来的不利程度足以解释观察到的恢复到正常中心粒数的速率。这些结果表明，只有在对具有额外中心粒的细胞进行阳性选择、连续产生此类中心粒或减轻不利生长表型的条件下，它们才会在种群中得以维持。这总体上导致相对于群体中正常细胞的增殖劣势。尽管群体中大约一半具有额外中心粒的细胞能够分裂，但其他命运所带来的不利程度足以解释观察到的恢复到正常中心粒数的速率。这些结果表明，只有在对具有额外中心粒的细胞进行阳性选择、连续产生此类中心粒或减轻不利生长表型的条件下，它们才会在种群中得以维持。其他命运带来的不利程度足以解释观察到的恢复正常中心粒数的速率。这些结果表明，只有在对具有额外中心粒的细胞进行阳性选择、连续产生此类中心粒或减轻不利生长表型的条件下，它们才会在种群中得以维持。其他命运带来的不利程度足以解释观察到的恢复正常中心粒数的速率。这些结果表明，只有在对具有额外中心粒的细胞进行阳性选择、连续产生此类中心粒或减轻不利生长表型的条件下，它们才会在种群中得以维持。