Control del cicle cel·lular de Saccharomyces cerevisiae per nutrients

Abstract

Els nutrients són els factors tràfics més importants per al llevat, i la seva<br/>limitació provoca una aturada del cicle en la fase G1. Aquesta resposta d'adaptació als<br/>canvis nutricionals del medi assegura la màxima viabilitat de la cèl·lula, i permet l'inici<br/>de diferents processos de diferenciació segons les condicions nutricionals.<br/>El cicle cel·lular de Saccharomyces cerevisiae està regulat en diferents punts<br/>per mecanismes de control intern que asseguren la proliferació sense cap anomalia en<br/>els diferents processos cel·lulars. Al final de fa fase G1, si les condicions nutricionals<br/>són òptimes, es dóna el compromís de continuar el cicle fins a la propera fase G1. La<br/>via de senyalització de la limitació de nutrients essencials com la font de nitrogen<br/>encara no havia estat determinada. Hem estudiat la regulació de les ciclines de fase<br/>G1 en el model de limitació de font de nitrogen, i hem demostrat que la proteïna Cln3<br/>està regulada post-transcripcionalment de dues formes diferents: una major<br/>inestabilitat que depèn de la via de la ubiquitina, i una inhibició traduccional que<br/>provoca la total desaparició de Cln3, causant així la repressió de gens dependents de<br/>SBF i MBF en la següent fase G1. La presència de Sic1, l'inhibidor de complexes<br/>Clb/Cdc28, permet explicar en termes moleculars l'aturada en G1.<br/>En condicions de limitació nutricional les cèl·lules diploides també s'aturen en<br/>G1, però inicien un procés diferenciador anomenat meiosi, que implica la replicado del<br/>DNA, dues divisions meiòtiques i la formació d'espores com a unitats de resistència a<br/>condicions adverses. La proteïna Ime1 és la principal inductora de tots els processos<br/>de meiosi i activa l'expressió del primer grup de gens que participen en la replicado<br/>premeiòtica del DNA. En aquest treball mostrem que, en les condicions nutricionals en<br/>que es dóna la meiosi, les ciclines G1 desapareixen ràpidament, però d'altra banda es<br/>produeix una alta expressió de CLB5 que depèn d'Imel. Els nivells de Sic1<br/>disminueixen, de manera també dependent d'Imel, el que indica un mecanisme de<br/>regulació d'entrada en la fase S premeiòtica molt semblant al cicle mitòtic, però induit<br/>per Ime1 enlloc de Cdc28/Cln3. En mutants cln la meiosi pot iniciar-se en medi ric, el<br/>que implica a les ciclines G1 com a mediadores d'un senyal nutricional sobre l'inici de<br/>la meiosi. Les ciclines G1 inhibeixen la via Ime1 mitjançant dos controls negatius:<br/>repressió transcripcional d'IMEI, i inhibició de l'acumulació en el nucli d'Imel,<br/>reprimint així l'expressió del gens meiòtics. Aquests resultats demostren l'existència<br/>d'un control negatiu dels activadors clau de la mitosi sobre els de la meiosi, fent que<br/>aquestes dues opcions del cicle cel·lular siguin incompatibles.