Desensitization and memory in the pheromone response path-way of the yeast Saccharomyces cerevisiae
Year: 2022
Type: dissertation
Abstract: La respuesta a feromona de la levadura Saccharomyces cerevisiae es posiblemente una de las vías de señalización eucariotas más estudiadas, y ha cumplido un rol importante como modelo de diferentes aspectos de la señalización celular. En celulas haploides del sexo a, la respuesta a feromona inicia en la superficie celular con la union de factor-α, la feromona de apareamiento producida por células del sexo α, a su receptor Ste2, miembro de la familia de receptores acoplados a proteínas G. Ste2 unido a factor-α transmite esta señal de activación al interior de la célula, donde la proteína G asociada al receptor se disocia y activa una cascada canónica de proteína quinasas activadas por mitógenos (MAP, por sus siglas en inglés) río abajo del receptor. Una vez activadas, las MAP quinasas son responsables de inducir la expresión de numerosos genes específicamente regulados por feromona, y causan también el arresto del ciclo celular—procesos clave para preparar la célula para apareamiento. En esta tesis nos enfocamos en dos procesos relacionados con la respuesta a feromona. En la primera parte estudiamos células a mutantes las cauales, al ser estimuladas por feromona, expresan tanto Ste2 como factor-α. Se espera de células que simultáneamente expresan un receptor y su agonista que activen de forma constitutiva la vıa de señalización río abajo del receptor. Sin embargo, acá mostramos que células modificadas genéticamente para expresar Ste2 y factor-α detienen la respuesta a feromona en vez de activarla. Este resultado es sorprendente, ya que el mismo efecto no se observa con feromona exógena. Encontramos que esta desensibilización es causada por la unión intracelular de factor-α a Ste2, antes de que los receptores lleguen a la membrana plasmática. Esta activación precoz interfiere con el tránsito normal de los receptores hacia la superficie celular y así impide la intreaccon de Ste2 con otros componentes de la respuesta a feromona también ubicados en la membrana plasmática. Aunque el tránsito normal se puede reestablecer expresando receptores mutantes sin la región citoplasmática carboxi-terminal, nuestros experimentos demuestran que el desvío de los receptores no depende de ninguno de los sitios de regulación en la región carboxi-terminal ya descritos para Ste2. Mediante alineamientos de secuencias de ortólogos de Ste2 de otras especies de levadura, identificamos una región regulatoria potencial, que podría servir como sitio de unión para α-arrestinas—una familia de proteınas conocidas por su rol en el tránsito de proteínas transmembranas. En la segunda parte analizamos un posible mecanismo de memoria transcripcional en la respuesta a feromona. Midiendo la tasa de expresión de un gen reportero activado por feromona, hemos observado que células previamente estimuladas con una dosis de feromona saturante, demuestran una mayor sensibilidad a siguientes dosis bajas, comparado con células que directamente reciben las mismas dosis bajas de feromona sin el estımulo previo. Este incremento de sensibilidad a feromona indica que las células tienen la capacidad de “recordar” estímulos anteriores, y así estar más preparadas para estímulos posteriores. Aquí buscamos identificar y caracterizar el mecanismo molecular que genera esta memoria transcripcional. Mostramos que la intensidad del efecto de memoria es proporcional tanto a la duración como a la concentración del estímulo previo. También descubrimos que la memoria se anula en la reentrada al ciclo celular luego del arresto inducido por feromona. Investigamos a Far1, un inhibidor de quinasas dependientes de ciclinas, como posible factor molecular de memoria, pero encontramos que el rol de Far1 solo tiene un rol secundario e indirecto en la generación de memoria transcripcional.
Author: Constantinou, Andreas
Language: English
Subfield: Molecular Biology
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7144894939