Regulación transcripcional de genes de permeasas de Saccharomyces cerevisiae - Palavecino Ruiz, Marcos Daniel (2017)
La levadura Saccharomyces cerevisiae puede usar una amplia variedad de fuentes de nitrógeno. En la naturaleza las células utilizan preferencialmente fuentes ricas de nitrógeno que permiten una mayor tasa de crecimiento, limitando la síntesis de enzimas y permeasas necesarias para el catabolismo de fuentes pobres. Este mecanismo se conoce como represión catabólica por nitrógeno (NCR) y en él intervienen los factores de transcripción GATA: Gln3 y Gat1, dos activadores, y Uga43 y Gzf3, dos represores. Sin embargo, en ausencia de fuentes ricas, las células pueden utilizar otras fuentes mediante caminos metabólicos que requieren la síntesis de novo de proteínas necesarias para su catabolismo; esto ocurre en presencia de un inductor, generalmente un sustrato de la vía. Así, para el catabolismo de fuentes pobres de nitrógeno, como GABA, alantoína y leucina, son necesarios el factor de transcripción pleiotrópico Dal81 y otro factor específico de cada fuente (Uga3, Dal82 y Stp1/Stp2) para que se produzca la activación transcripcional de los genes que codifican para permeasas tales como Uga4, Dur3, Agp1, Bap2 y Bap3. El objetivo general de este trabajo fue estudiar los mecanismos moleculares involucrados en la regulación transcripcional de estos genes que están regulados por al menos dos mecanismos complementarios: uno dependiente de la calidad de la fuente de nitrógeno y el otro dependiente de inductor. En este trabajo demostramos que los factores GATA regulan de manera diferente a cada uno de los genes estudiados. Encontramos que Uga43 y Gzf3 pueden tener un efecto positivo sobre la expresión de ciertos genes sensibles a nitrógeno. Además demostramos que Uga43 requiere de Leu3 para interaccionar con sus secuencias blanco y este mecanismo es responsable de la expresión basal de UGA4. En cambio, Uga43 y Gln3 no son necesarios para la interacción de Uga3 y Dal81 con los promotores UGA. Por otra parte mostramos que tanto Stp1 como Dal81 son reclutados al promotor AGP1 de manera dependiente de inductor y que ambos factores de transcripción se necesitan mutuamente para cumplir su función. También Stp1, Stp2 y Dal81 actúan de manera concertada en la regulación de BAP2 y BAP3. Finalmente, encontramos que Leu3 actúa como un activador de la expresión de BAP2, mientras que no tiene efecto sobre la expresión de AGP1 y de BAP3. Por último, demostramos también que existe una jerarquía en el uso de fuentes pobres de nitrógeno. Cuando se encuentran presentes en el medio de cultivo, las células consumen primero leucina, luego alantoína y finalmente GABA a través de la expresión de AGP1, luego DUR3 y DAL7 y finalmente UGA4. Además, se demostró que Dal81 es el regulador central responsable de esta jerarquía. La complejidad en la regulación de cada una de las permeasas estudiadas sin duda refleja la alta capacidad que tienen las células de levadura a adaptarse a diversas y cambiantes condiciones del entorno, activando determinadas vías metabólicas.