Estudio del papel de Bgs1p de Schizosaccharomyces pombe en la conexión entre la ruta SIN y el establecimiento del crecimiento polarizado

Resumen

La pared celular es una estructura vital que confiere resistencia mecánica y soporte estructural a la célula fúngica que está ausente en las células animales. El gen bgs1+ de S. pombe codifica una hipotética subunidad catalítica responsable de la síntesis del beta(1,3) glucano lineal implicado en la biosíntesis del septo primario de la pared celular. La ausencia de Bgs1p produce células con defectos en separación y la selección del sitio de crecimiento polarizado originando células ramificadas con múltiples septos. El objetivo durante el desarrollo de este trabajo ha sido el estudio de la función de la proteína beta(1,3)glucán sintasa (GS) Bgs1 más allá de su papel como enzima biosintética sino como elemento de control esencial entre la Ruta de Activación de la Septación (SIN) y el establecimiento de la polaridad del crecimiento donde mediarían de manera antagónica con la Ruta de Morfogénesis (MOR). Hemos observado y demostrado que la ausencia de Bgs1p provoca un fenotipo multipolarizado en células con una baja actividad de la ruta SIN. Este defecto podía identificarse con cualquier elemento de la ruta. Además es específico, ya que no se reproduce en otros mutantes hiperpolarizados ni está asociado a la progresión mitótica de las células. En consonancia con estos resultados un aumento de la actividad de la ruta SIN durante la represión de bgs1+ provocaba el fenotipo opuesto en las células originando una pérdida de la polaridad y morfologías redondeadas. Dada la comunicación recíproca que se produce entre las rutas de señalización celular SIN y MOR decidimos estudiar si una reducción de la actividad MOR suprimía el fenotipo multipolarizado generado por la represión de bgs1+ en células con una baja actividad de la ruta SIN. Se comprobó que la supresión del fenotipo multipolarizado por la ruta MOR era específica y no estaba provocado por un bloqueo en el crecimiento o parada de la progresión mitótica de los mutantes. La explicación molecular más plausible al fenotipo multipolarizado de los mutantes se encontraría en la actividad descontrolada de la ruta MOR. El mecanismo de señalización implicado en la generación del fenotipo multipolarizado está controlado por la GTPasa Cdcp42p a través de la quinasa efectora Shk1p y la formina For3p. Gracias a un detallado estudio de la maquinaria de polaridad se comprobó que el complejo de establecimiento de la polaridad Tea1p-Tea4p y la quinasa Pom1p colaboran con Bgs1p en el mantenimiento del crecimiento polarizado, pero no son necesarias para la generación del fenotipo de multipolaridad en ausencia de Bgs1p y una ruta SIN defectuosa. La acumulación de parches de actina en los nuevos polos de crecimiento y la desorganización del citoesqueleto de tubulina son resulta crritica para el desarrollo del fenotipo multipolarizado. Por último la localización de las proteínas GS en los polos de crecimiento ectópicos sugiere que contribuyen activamente a su formación. PALABRAS CLAVE: Glucán Sintasa, Bgs1p, pared celular, levadura fisión, SIN, MOR, morfogénesis, polaridad, ensayo quinasa,