Regulation des TEA/ATTS-Transkriptionsfaktors Tec1 durch die Pheromon-induzierte MAPK-Kaskade und den TOR-Signalweg in Saccharomyces cerevisiae

Die Hefe Saccharomyces cerevisiae ist ein dimorpher Pilz, der abhängig von den Umweltbedingungen verschiedene Wachstumsformen annehmen kann. So ermöglicht ein gutes Nährstoffangebot haploiden Hefezellen die sexuelle Konjugation mit Partnerzellen zur Ausbildung des diploiden Zellstadiums. Bestimmte N...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Brückner, Stefan
Beteiligte: Mösch, Hans-Ulrich (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2007
Biologie
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Die Hefe Saccharomyces cerevisiae ist ein dimorpher Pilz, der abhängig von den Umweltbedingungen verschiedene Wachstumsformen annehmen kann. So ermöglicht ein gutes Nährstoffangebot haploiden Hefezellen die sexuelle Konjugation mit Partnerzellen zur Ausbildung des diploiden Zellstadiums. Bestimmte Nährstoffmangelbedingungen hingegen verhindern die Konjugation und fördern eine adhäsive Wachstumsform, bei der Hefezellen des gleichen Geschlechts Biofilme ausbilden und an Oberflächen haften. Die Ausführung dieser beiden unterschiedlichen Entwicklungsprogramme wird von einem konservierten MAPK-Modul gesteuert, in dessen Zentrum die MAPK Fus3 und Kss1 und die Transkriptionsfaktoren Ste12 und Tec1 wirken. Akuter Nährstoffmangel schließlich induziert den Eintritt in die stationäre Phase und wird durch das komplexe TOR-Signalnetzwerk reguliert. Das Hauptinteresse der vorliegenden Arbeit galt dem Transkriptionsfaktor Tec1, dem einzigen Vertreter der konservierten Familie eukaryotischer TEA/ATTS-Regulatoren in der Hefe. In einem ersten Teil sollte untersucht werden, wie Tec1 durch die beiden MAPK Fus3 und Kss1 reguliert wird und welche Rolle dieser Regulation bei der Konjugation und der Biofilmbildung zukommt. Hier konnte gezeigt werden, dass Tec1 als positiver Regulator von G1-spezifischen Zyklinen während der Konjugation über Fus3-spezifische Phosphorylierung destabilisiert und abgebaut werden muss, damit der für die Verschmelzung von Partnerzellen notwendige Zellzyklusarrest effizient erfolgen kann. Die MAPK Kss1 reguliert Tec1 ebenfalls, jedoch nicht auf Proteinebene, sondern auf der Ebene der TEC1-Genexpression über den Transkriptionsfaktor Ste12. Dieser Mechanismus ist für die Konjugation nicht entscheidend, jedoch für die adhäsive Wachstumsform und die Biofilmbildung, da Tec1 die Expression des für die Adhäsion notwendigen Flokkulingens FLO11 sicherstellt. Diese Ergebnisse zeigen, wie zwei verwandte MAPK über unterschiedliche Regulation eines einzelnen Transkriptionsfaktors verschiedene Entwicklungsprogramme steuern können. In einem zweiten Teil wurde die Regulation von Tec1 durch Nährstoffe untersucht, insbesondere durch Mangelbedingungen, welche den Eintritt in die stationäre Phase bewirken. Hier konnte gezeigt werden, dass Tec1 bei akutem Stickstoff- oder Aminosäuremangel ebenfalls destabilisiert und abgebaut wird. Diese Regulation des Transkriptionsfaktors hängt jedoch nicht von den MAPK Fus3 und Kss1 ab, sondern benötigt Elemente des TOR-Signalwegs, und zwar den TOR-Komplex 1, die PP2A-verwandte Phosphatase Sit4, die Proteinkinase Npr1 und die HECT-Ubiquitinligase Rsp5. Vergleichbar mit der Konjugation könnte die physiologische Relevanz des Nährstoffmangel-induzierten Abbaus von Tec1 ebenfalls in der Verhinderung der G1-Zyklingenexpression durch diesen Transkriptionsfaktor liegen, damit die Hefe bei akuten Mangelbedingungen effizient in die stationäre Phase eintreten kann.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2007.0483