Regulación de la citocinesis en schizosaccharomyces pombe mediante la proteína etd1

Abstract

La levadura de fisión Schizosaccharomyces pombe es un organismo unicelular cilíndrico que crece de forma polarizada por extensión de sus puntas y se divide de forma simétrica generando dos células hijas de idéntico tamaño. Este patrón de crecimiento y división ofrece una oportunidad única para estudiar los mecanismos que establecen la polaridad celular y la citocinesis. Datos previos de nuestro laboratorio demostraron que el gen etd1, aislado en una nueva estrategia de aislamiento de mutantes (Jiménez and Oballe 1997, Genetics), codifica para un importante regulador de la citocinesis (Daga et al 2005, EMBO J.) En ausencia de etd1 la célula no realiza citocinesis dando lugar a células multinucleadas que finalmente se lisan. etd1 codifica para una proteína que presenta cierta homología con reguladores de GTPasas. En ausencia de etd1 la ruta que regula citocinesis o ruta SIN (SESPTUM INITIATION NETWORK) no se activa apropiadamente, lo que explica el fenotipo de citocinesis del mutante etd1. Por todo esto, la proteína Etd1p parece ser un buen candidato para establecer una comunicación entre el anillo de actinomiosina y la maquinaria de septación, permitiendo de esa forma que la citocinesis tenga lugar de manera coordinada con la mitosis. Nuestro datos sugieren que etd1 es esencial para mantener la ruta SIN activa durante el proceso de septación (Daga et al., 2005; Krapp and Simanis, 2005; Garcia-Cortes and McCollum, 2009). La ruta SIN es una ruta gobernada por dos GTPasas, una que funciona disparando la ruta (Spg1p) y otra que funciona por debajo (Rho1p). La señal es transducida a través de varias proteínas quinasas desde el spindle pole body o centrosoma, lugar donde se encuentra Spg1p, hasta el sitio de división, en el que se encuentra Rho1p. Los datos obtenidos durante la ejecución de este proyecto han arrojado luz sobre el mecanismo de acción de Etd1p: 1. Etd1p es una proteína de 391 aminoácidos que presenta poca o ninguna homología con otras proteínas conocidas. Por lo tanto, para entender el papel de Etd1p en la citocinesis hemos diseñado una serie de deleciones de la proteína a fin de determinar el dominio mínimo necesario para su función y su localización. Este enfoque nos ha permitido identificar una región C-terminal que determina la localización de la proteína y un dominio N-terminal responsable de su función. 2. La sobreexpresión de Rho1p suprime la letalidad del mutante etd1-1. Un análisis de la activación de la ruta SIN usando marcadores apropiados demuestra que la sobreexpresión de Rho1p activa la ruta SIN, sugiriendo un posible mecanismo de retroalimentación positivo. De esta forma una activación inicial de la GTPasa Spg1p produciría una activación inicial de la ruta y su posterior retroalimentación conllevaría a la activación total. Este sería un nuevo mecanismo aún no descrito. 3. Etd1p no sólo en necesario para activar a la GTPasa Spg1p, como ya se ha demostrado y publicado (Daga et al., 2005; Garcia-Cortes and McCollum, 2009), sino que también activa a Rho1p. Los niveles de Rho1p activo medidos in vitro demuestran que la sobreexpresión de Etd1p conlleva a una mayor actividad de Rho1p (Rho1p unido a GTP). 4. Mediante ensayos de inmunoprecipitación hemos demostrado que Etd1p interacciona físicamente con Rho1p. Durante algún tiempo nuestro grupo y otros han especulado

con la posibilidad de que Etd1p sea un regulador positivo de Spg1p (GEF)o incluso de Rho1p. Nuestro datos más recientes sugieren que quizás Etd1p funcione como una molécula adaptadora cuya presencia en el complejo GTPasa podría regular la unión selectiva de otros reguladores como por ejemplo proteínas tipo GAP, que funcionan como inhibidores de GTPasas. 5. La letalidad del mutante etd1 es suprimida espontáneamente por supresores extragénicos. Uno de estos supresores, llamado originalmente ret1-4 se clonó por complementación y se vio que codificaba para una subunidad reguladora, Pab1p, de la fosfatasa tipo 2A (Lahoz et al, 2010). ret1-4 se renombró pab1-4 puesto que esta subunidad reguladora ya había sido descrita previamente. La deleción de pab1 también suprime la letalidad del mutante etd1. Hemos observado que el mutante pab1-4 regula la ruta SIN manteniendo la actividad de la GTPasa Spg1p en ausencia de etd1 presentando, por tanto, una función antagónica a etd1. Todos estos datos ayudan a esclarecer un poco más los mecanismos de coordinación entre mitosis, citocinesis y septación, aunque todavía quedan muchas incógnitas que resolver.