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Rutas de señalización que controlan el crecimiento polarizado en S. pombe

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.

En particular estudiamos la señalización por la GTPasa Rho1p, que juega un papel esencial en la remodelación del citoesqueleto de actina y microtúbulos y que se regula como un interruptor molecular ON/OF, cambiando de un estado activo (unida a GTP) a un estado inactivo (unida a GDP) (Fig.1). Una de nuestras aportaciones ha sido caracterizar los GEFs de Rho1p (Rgf1p, Rgf2p y Rgf3p) que son las proteínas encargadas catalizar el intercambio de GDP por GTP y demostrar que cada uno de ellos es responsable de la activación de la GTPasa en un momento determinado del ciclo celular y/o en un lugar de la célula, especificando sus funciones (Garcia et al., 2006b). Rgf1p regula a Rho1p durante la transición de crecimiento polarizado conocida como NETO, las células de los mutantes que carecen de Rgf1p no activan el crecimiento de polo nuevo y crecen de forma monopolar (Fig.2) (Garcia et al., 2006a). Además Rgf1p es uno de los componentes reguladores de la ruta de MAP quinasas de integridad liderada por Pmk1p. Rgf1p es necesario para la fosforilación de la MAPK Pmk1p en respuesta a estrés osmótico y a estrés producido por daños en la pared (Garcia et al., 2009b). Rgf2p es esencial para la diferenciación sexual (Garcia et al, 2009a) y Rgf3p es necesario para mantener la integridad celular (viabilidad) durante la división celular (Tajadura, et al., 2004).

El ciclo celular de S. pombe se regula principalmente en el control de la transición G2/M, donde la célula comprueba su tamaño celular y que el DNA se haya replicado correctamente y haya terminado de reparase. Rgf1p se localiza en los lugares de crecimiento (septo y polos), sin embargo, recientemente hemos visto que la proteína se acumula en el núcleo en presencia de Hidroxiurea que inhibe la replicación del DNA (Fig. 2). También sabemos que las células del mutante rgf1 son más largas que las de la cepa silvestre y están más tiempo en mitosis. Actualmente estamos trabajando para conocer la función de Rgf1p en el núcleo en respuesta a estrés replicativo y determinar si esta función está relacionada con su papel en la activación del crecimiento bipolar (ausente en el mutante).

Aproximadamente 1% del genoma humano codifica proteínas que regulan o son reguladas por miembros de la familia Rho de GTPasas. El estudio de los reguladores de Rho1p en S. pombe nos permitirá entender mejor procesos celulares esenciales como la división celular y el mantenimiento de la polaridad.

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Miembros del grupo

Yolanda Sánchez Martín Profesora Titular (USAL)
Sofia Muñoz Feliz Estudiante de Doctorado
Elvira Manjón Pérez Estudiante de Doctorado

Contacto

Yolanda Sánchez Martín ysm@usal.es
923294882
Laboratorio 1.2

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Proyectos de investigación

MINECO BFU2011-24683