Desde el daño del DNA a la integridad celular: nuevas funciones del citoesqueleto en la levadura de fisión

Una de las preguntas fundamentales en Biología consiste en saber cómo mantienen su forma y tamaño las células eucarióticas y como se genera la asimetría. En nuestro laboratorio estudiamos las rutas de señalización que determinan el crecimiento polarizado en S. pombe. Las células de este microorganismo son cilíndricas y crecen de forma monopolar hasta un punto en la fase G2, denominado NETO (New End Take Off), en el que activan el crecimiento en el otro polo. A partir de aquí crecen de forma bipolar hasta la mitosis que es cuando sintetizan el septo de división y se separan. Todas las transiciones de crecimiento, NETO, OETO (Old End Take Off) y la síntesis del septo son precedidas de la reorganización del citoesqueleto de actina y microtubulos y están acopladas a la secreción y a la síntesis de la pared celular.

En estas reorganizaciones tiene un papel esencial la GTPasa Rho1p y sus activadores Rgf1p, Rgf2p y Rgf3p (Rho Gef 1, 2 y 3) que activan a Rho1p facilitando el paso desde un estado inactivo (unida a GDP) a un estado activo (unida a GTP). Cada Gef activa a Rho1p en un sitio y en un momento del ciclo celular (Edreira et al, 2018). Rgf1p se localiza en los polos de crecimiento, pero también se observa en la zona del septo y se acumula en el núcleo en respuesta a estrés replicativo (Muñoz, et al., 2014). Rgf3p se localiza en el anillo de actomiosina (CAR) y se contrae con el anillo acoplado a la invaginación de la membrana plasmática y la deposición de la pared celular que formará el septo de división. Rgf2p es especifico del proceso de esporulación.

Actualmente trabajamos en dos proyectos, uno que estudia la contribución de los GEFs de Rho1p a los distintos patrones de polaridad de S. pombe -monopolar, bipolar y citoquinetico- (Edreira et al, 2020) y el otro para entender el papel del citoesqueleto en respuesta a daño genotóxico (Manjon et al, 2017).

Hemos visto que Rgf1p participa en un mecanismo de “checkpoint-like” que frena la constricción del anillo de actomiosina en respuesta al estrés producido en la pared celular. Además de Rgf1p, este retraso en la constricción depende de la MAP quinasa de la ruta de integridad Pmk1p y de la ruta SIN (Septation Initiation Network) (Figura 1) (Edreira et al, 2020, Roncero et al, 2021). La señal del SIN comienza con la activación de la GTPasa Spg1p (controlada por un complejo regulador GAP) que activa a una cascada de tres quinasas: Cdc7p, Sid1p y Sid2p. Se sabe muy poco sobre la función del SIN en la formación del septo y uno de nuestros proyectos se basa en la búsqueda de efectores del SIN entre los Gefs Rgf1p, Rgf2p y Rgf3p.

Respecto al papel de los Gefs en la respuesta a daño en el DNA, sabemos que la ausencia de Rgf1p inhibe la reparación de DSBs (roturas de doble cadena en el DNA) causadas por fleomicina (Phl) y genera focos de Rad52p con una vida media muy larga (Figura 2) (Manjon et al, 2017). Rgf1p podría participar en la movilidad de los focos de Rad52p a través de su función en el citoesqueleto. Estudiamos el papel de la actina y los microtúbulos en el proceso de reparación de DSBs causadas por Phl utilizando un enfoque interdisciplinario, en el que se combinan técnicas de biología celular, bioquímica y genética.

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Miembros del grupo

Yolanda Sánchez Martín Profesora Titular (USAL)
Patricia García Rodríguez Posdoctoral Prog. II de la USAL
Rubén Celador Albarrán Predoctoral de la Junta CyL
Jorge Pérez Parrilla Doctorando de la USAL

Contacto

Yolanda Sánchez Martín ysm@usal.es
923294882
Laboratorio 1.2

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Edreira, T., Manjon, E., & Sanchez, Y. (2018)
The function of fission yeast Rho1-GEFs in the control of cell growth and division.
InTechOpen Book Chapter ISBN: 978-1-78923-513-5.
Manjon, E., Edreira, T., Muñoz, S. & Sanchez Y.(2017)
Rgf1p (Rho1p GEF) is required for double-strand break repair in fission yeast.
Nucleic Acids Research. 45: 5269-5284.

Proyectos de investigación

MICINN PID2020-115111GB-I00 2021-2024 Dra. Valdivieso y Dra. Sánchez
Fundación Solorzano Barruso (USAL) FS/15-2017 2018-2018 Dra. Sánchez
MICINN BFU2017-84508-P 2018-2020 Dra. Valdivieso y Dr. Roncero