Heat-stress triggers MAPK crosstalk to turn on the hyperosmotic response pathway

Autores
Dunayevich, Paula; Baltanas, Rodrigo; Clemente, Jose Antonio; Couto, Alicia Susana; Sapochnik, Daiana; Vasen, Gustavo; Colman Lerner, Alejandro Ariel
Año de publicación
2018
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Cells make decisions based on a combination of external and internal signals. In yeast, the high osmolarity response (HOG) is a mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway that responds to a variety of stimuli, and it is central to the general stress response. Here we studied the effect of heat-stress (HS) on HOG. Using live-cell reporters and genetics, we show that HS promotes Hog1 phosphorylation and Hog1-dependent gene expression, exclusively via the Sln1 phosphorelay branch, and that the strength of the activation is larger in yeast adapted to high external osmolarity. HS stimulation of HOG is indirect. First, we show that HS causes glycerol loss, necessary for HOG activation. Preventing glycerol efflux by deleting the glyceroporin FPS1 or its regulators RGC1 and ASK10/RGC2, or by increasing external glycerol, greatly reduced HOG activation. Second, we found that HOG stimulation by HS depended on the operation of a second MAPK pathway, the cell-wall integrity (CWI), a well-known mediator of HS, since inactivating Pkc1 or deleting the MAPK SLT2 greatly reduced HOG activation. Our data suggest that the main role of the CWI in this process is to stimulate glycerol loss. We found that in yeast expressing the constitutively open channel mutant (Fps1-Δ11), HOG activity was independent of Slt2. In summary, we suggest that HS causes a reduction in turgor due to the loss of glycerol and the accompanying water, and that this is what actually stimulates HOG. Thus, taken together, our findings highlight a central role for Fps1, and the metabolism of glycerol, in the communication between the yeast MAPK pathways, essential for survival and reproduction in changing environments.
Fil: Dunayevich, Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Baltanas, Rodrigo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Clemente, Jose Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Couto, Alicia Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; Argentina
Fil: Sapochnik, Daiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Vasen, Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Colman Lerner, Alejandro Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Materia
Signal transduction
Cross-talk
Yeast
High osmolarity
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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First, we show that HS causes glycerol loss, necessary for HOG activation. Preventing glycerol efflux by deleting the glyceroporin FPS1 or its regulators RGC1 and ASK10/RGC2, or by increasing external glycerol, greatly reduced HOG activation. Second, we found that HOG stimulation by HS depended on the operation of a second MAPK pathway, the cell-wall integrity (CWI), a well-known mediator of HS, since inactivating Pkc1 or deleting the MAPK SLT2 greatly reduced HOG activation. Our data suggest that the main role of the CWI in this process is to stimulate glycerol loss. We found that in yeast expressing the constitutively open channel mutant (Fps1-Δ11), HOG activity was independent of Slt2. In summary, we suggest that HS causes a reduction in turgor due to the loss of glycerol and the accompanying water, and that this is what actually stimulates HOG. Thus, taken together, our findings highlight a central role for Fps1, and the metabolism of glycerol, in the communication between the yeast MAPK pathways, essential for survival and reproduction in changing environments.Fil: Dunayevich, Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Baltanas, Rodrigo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Clemente, Jose Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Couto, Alicia Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; ArgentinaFil: Sapochnik, Daiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Vasen, Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Colman Lerner, Alejandro Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. 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Fil: Couto, Alicia Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; Argentina
Fil: Sapochnik, Daiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Vasen, Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
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