Mecanismes implicats en la senyalització i la defensa front l'estrès per selenit en Saccharomyces cerevisiae

Abstract

El seleni és un element essencial en la dieta humana present en selenoproteïnes, que té propietats anticancerígenes a concentracions baixes tot i que és tòxic a dosis elevades. Contràriament als microorganismes multicel•lulars, el Se no és essencial pel creixement de Saccharomyces cerevisiae, ja que manca de selenoproteïnes. La proteïna quinasa Snf1/AMPK juga un paper central en la regulació de l’homeòstasi del metabolisme del carboni en S. cerevisiae. En aquest treball s’ha demostrat que l’activitat d’aquesta quinasa és necessària per protegir les cèl•lules front la toxicitat per selenit. A més, Snf1 juga un paper protector quan l’homeòstasi redox del metabolisme del glutatió es troba alterada cap a un ambient intracel•lular més oxidant. D’altra banda, aquest treball demostra que el selenit provoca la inducció del reguló Aft1 de forma específica i diferent del que s’observa en condicions de dèficit de ferro. Mentre que Aft1 protegeix les cèl•lules front la toxicitat per selenit depenent dels nivells de ferro intracel•lulars, Aft2, factor transcripcional paràleg d’Aft1, juga una funció independent front aquesta protecció. A més, Rim101 (qui regula la via de resposta a pH alcalí) també protegeix front al selenit, tot i que el seu rol protector no està relacionat ni amb Aft1 ni amb Aft2. Addicionalment, Rim101 regula l’expressió de gens d’algunes subunitats de l’ATPasa V-H+ al llarg d’un tractament amb selenit.

El selenio es un elemento esencial en la dieta humana presente en forma en selenoproteínas, que tiene propiedades anticancerígenas a concentraciones bajas aunque es tóxico a dosis elevadas. Contrariamente a los microorganismos multicelulares, el Se no es esencial para el crecimiento de Saccharomyces cerevisiae, ya que carece de selenoproteínas. La proteína quinasa Snf1/AMPK juega un papel central en la regulación de la homeostasis del metabolismo del carbono en S. cerevisiae. En este trabajo se ha demostrado que la actividad de esta quinasa es necesaria para proteger las células frente a la toxicidad por selenito. Además, Snf1 juega un papel protector cuando la homeostasis redox del metabolismo del glutatión se encuentra alterada hacia un ambiente intracelular más oxidante.Por otra parte, este trabajo demuestra que el selenito provoca la inducción del regulón Aft1 de forma específica y diferente de lo que se observa en condiciones de déficit de hierro. Mientras que Aft1 protege las células frente a la toxicidad por selenito dependiendo de los niveles de hierro intracelulares, Aft2, factor transcripcional parálogo de Aft1, juega una función independiente frente a esta protección. Además, Rim101 (quien regula la vía de respuesta a pH alcalino) también protege frente al selenito, aunque su rol protector no está relacionado ni con Aft1 ni con Aft2. Adicionalmente, Rim101 regula la expresión de genes de algunas subunidades de la ATPasa V-H+ a lo largo de un tratamiento con selenito.

Selenium is an essential element in human diet present in a number of selenoproteins, which has anticarcinogenic properties at low concentrations although it is toxic at high dosis. In contrast to multicellular organisms, Se is not essential for growth of Saccharomyces cerevisiae, which lacks selenoproteins. The AMPK/Snf1 protein kinase has a central role in carbon metabolism in S. cerevisiae. In this study it has been demonstrated that Snf1 activity is needed for protection against selenite toxicity. Moreover, Snf1 plays a role in protecting yeast cells when glutathionedependent redox homeostasis is altered to a more oxidant intracellular environment.On the other hand, this study demonstrates that selenite provokes the induction of the Aft1 regulon in a specific manner, and different from that observed in iron limitation conditions. While Aft1 protects cells against selenite in an iron-dependent manner, Aft2, Aft1 paralog transcription factor, has independent roles in such protection. Moreover, Rim101 (which mediates the alkaline pH response pathway) also protects against selenite, although its role is not related neither to Aft1 nor to Aft2. Additionally, Rim101 regulates the expression of some genes encoding ATPase VH+ vacuolar subunits during selenite treatment.