Señalización por nutrientes y autofagia en "Schizosaccharomyces pombe"

Abstract

Los mecanismos moleculares que inducen la autofagia en respuesta a la escasez glucosa se han explorado ampliamente en la levadura Saccharomyces cerevisiae; sin embargo, se sabe poco sobre cómo se regula este proceso en la levadura de fisión Schizosaccharomyces pombe. Aquí, mostramos que S. pombe la autofagia inducida en respuesta a la limitación de glucosa se basa en una cadena de transporte de electrones (ETC) mitocondrial completamente funcional. También encontramos que la vía de señalización AMPc-PKA actúa como un represor de la autofagia en presencia de glucosa, y este mecanismo regulador probablemente se ejerce tanto a nivel transcripcional (regulando negativamente al factor de transcripción Rst2 (represión catabólica por fuente de carbono (CCR)) como postranscripcional. Por otro lado, la vía de señalización de la proteína quinasa activada por estrés (SAPK) modula positivamente la inducción de la autofagia en respuesta a la limitación de la glucosa a nivel transcripcional a través de su efector el factor de transcripción Atf1 y mediante la fosforilación directa in vivo de Rst2. Sorprendentemente, a diferencia de S. cerevisiae, la proteína quinasa activada por AMP (AMPK) y los componentes de la vía de respuesta al daño del ADN no modulan el flujo autofágico de la levadura de fisión en estas condiciones. Por lo tanto, nuestros datos indican que las vías de señalización que gobiernan la autofagia durante la falta de glucosa han evolucionado de manera diferente en S. pombe y muestran la existencia de mecanismos sofisticados y multifacéticos que controlan esta respuesta esencial para la supervivencia celular.

Molecular mechanisms that induce autophagy during glucose starvation have been extensively explored in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae, nonetheless little is known about how this process is regulated in the evolutionary distant fission yeast Schizosaccharomyces pombe. Here, we show that S. pombe autophagy in response to glucose limitation relies on an entirely functional mitochondrial Electron Transport Chain (ETC). We also found that the cAMP-PKA signaling pathway acts as a repressor of autophagy in the presence of glucose, and this regulatory mechanism is likely exerted both at transcriptional (downregulating the transcription factor Rst2 (Carbon Catabolite Repression (CCR)) and post-transcriptional levels. On the other hand, the stress-activated protein kinase (SAPK) signaling pathway modulates positively autophagy upon glucose limitation at the transcriptional level through its downstream effector Atf1 and by direct in vivo phosphorylation of Rst2. Contrary to S. cerevisiae, the AMP-activated protein kinase (AMPK) and DNA damage response pathway components do not modulate fission yeast autophagic flux under these conditions. Thus, our data indicate that the signaling pathways that govern autophagy during glucose starvation have evolved differently in S. pombe and uncover the existence of sophisticated and multifaceted mechanisms that control this self-preservation and survival response.