Les cèl·lules de llevat, al igual que les cèl·lules eucariotes d'organismes superiors, responen a situacions d'estrès extracel·lular activant la via de les MAP quinases, les quals transdueixen el senyal activant l'expressió de gens necessaris per a mantenir l'homeostasi cel·lular.Evidències experimentals recents ens indiquen que la nova quinasa Srk1, identificada en el nostre grup en cèl·lules de llevat, participa tant en la resposta a estrès cel·lular com en la regulació del cicle cel·lular (López-Avilés S, Grande M, Gonzalez M, Helgesen AL, Alemany V, Sánchez-Piris M, Bachs O, Millar JB, and Aligue R (2005). Inactivation of the Cdc25 phosphatase by the stress-activated Srk1 kianse in fission yeast. Mol Cell, 17, 49-59). Pel que fa al paper de la Srk1 en el cicle cel·lular normal, hem descrit que actua inhibint la transició g2/M mitjançant la fosforilació inhibidora de la fosfatsa CDc25, promovent la seva unió a una proteïna 14-3-3 (Rad24 en S. pombe) i la seva posterior exclusió del nucli tal i com s'havia descrit per a la quinasa de checkpoint Chk1. Pel que fa al paper de la Srk1 en resposta a estrès, estudis paral·lels duts a terme pel grup de la Dra. Quinn van descriure que la Srk1 és fortament induïda en resposta a estrès i que sota aquestes condicions és fosforilada de manera depenent de la MAPK Sty1. Amb la finalitat de determinar la naturalesa d'aquesta fosforilació i la seva rellevància en la resposta a estrès vam realitzar una sèrie d'assajos de fosforilació in vitro que demostren que la Srk1 és fosforilada i activada en la T463 per la MAP quinasa Sty1. A més a més, hem observat que l'activitat i estabilitat de la Srk1 depèn de la presència de la MAP quinasa, ja que en absència de Sty1 la Srk1 no és activa i es degrada via proteasoma. Per altra banda, hem establert el paper de la Srk1 en resposta a estrès: és la responsable d'aturar el cicle cel·lular en la transició G2/M per tal d'evitar que les cèl·lules continuin dividint-se fins que s'hagin adaptat a l'estrès imposat. Aquesta funció la realitza a través de la fosforilació de la Cdc25, promovent la seva unió a Rad24 i exclusió del nucli. A més a més, hem descrit que la fosforilació de la Srk1 per la MAPK és necessària per a que les cèl·lules responguin correctatment a l'estrès.Finalment, experiments recents indiquen un nou paper de la Srk1 controlant negativament la via de les MAP quinases de resposta a estrès. Hem observat que en absència de Srk1, Sty1 es manté fosforilada durant períodes de temps molt més llargs, fet que suggereix un paper en el mecanisme de silenciament de la via un cop la font d'estrès ha desaparegut o la cèl·lula s'ha adaptat a ella. Els nostres resultats indiquen que la Srk1 fosforila la T225 de la MAPKK Wis1 afectant la seva unió amb la MAPK Sty1, de manera que s'afavoreix la defosforilació per les fosfatses Pyp1 i Pyp2 i s'evita una possible reactivació de la via que resultaria tòxica per a la cèl·lula. / Activation and regulation of the Srk1 kinase in stress response in Schizosaccharomyces pombeControl of cell cycle progression by stress-activated protein kinases (SAPKs) is essential for cell adaptation to extracellular stimuli. The Schizosaccharomyces pombe SAPK Sty1/Spc1 orchestrates general changes in gene expression in response to diverse forms of cytotoxic stress. Here we show that Sty1/Spc1 is bound to its target, the Srk1 kinase, when the signaling pathway is inactive. In response to stress, Sty1/Spc1 phosphorylates Srk1 at threonine 463 of the regulatory domain, inducing both activation of Srk1 kinase, which negatively regulates cell cycle progression by inhibiting Cdc25, and dissociation of Srk1 from the SAPK, which leads to Srk1 degradation by the proteasome.Moreover, we have found a possible role for the Srk1 kinase in the inhibition of the MAPK pathway through a negative feedback mechanism. As srk1 gene is highly induced in response to several types of stress in a Sty1-dependent manner, it seems to be necessary to downregulate the pathway. Our results suggest that Srk1 phosphorylates Wis1 at threonine 225 to impair its binding with the MAPK Sty1, in order to avoid the reactivation of the stress response pathway. Therefore, Sty1 will be dephosphorylated and inactivated by the tyrosine phosphatases Pyp1 and Pyp2. The importance of these results lays on the inactivation of a MAPK pathway by a kinase.

El llevat S.cerevisiae és un dels models eucariotes més adequats per l'estudi dels diversos mecanismes implicats en la supervivència cel.lular en resposta a estrès oxidatiu. Les espècies reactives d'oxigen (ROS) com els radicals hidroxil, l'anió superòxid o el peròxid d'hidrogen generen estrès oxidatiu, causant important danys intracel.lulars davant els quals la cèl.lula a desenvolupat una sèrie de mecanisme per fer-hi front. Grx3 i Grx4 són dues glutaredoxines monotiòliques de S.cerevisisae que formen part dels sistemes enzimàtics que regulen l'estat redox de les proteïnes en resposta a estrès oxidatiu. No obstant, fins ara es desconeixen els mecanismes amb els quals Grx3 i Grx4 participen en la detoxificació d'aquestes ROS i en l'adaptació cel.lular en condicions oxidatives. En el primer Capítol es caracteritza el paper funcional de Grx3 i Grx4 en la regulació de l'homeòstasi del ferro intracel.lular mitjançant la regulació del factor transcripcional Aft1, encarregat de regular la transcripció de gens que formen part del sistema d'alta afinitat de captació de ferro. A més a més, es caracteritza el paper funcional dels dominis glutaredoxina (GRX) de Grx3 i Grx4 en l'exportació nuclear d'Aft1, com a mecanisme regulador de l'estrès oxidatiu generat per un augment en els nivells de ferro intracel.lulars. En el segon Capítol hem aconseguit donar una funció específica per Grx3 i Grx4 en la regulació de la via d'integritat cel.lular o la via PKC1- MAP quinasa en resposta a estrès oxidatiu. A més a més, demostrem que són els dominis tioredoxina (TRX) de Grx3 i Grx4 qui dessarrollen el paper protagonista en l'activació de la quinasa Slt2 en resposta a estrès oxidatiu i en la repolarització del citoesquelet d'actina en condicions normals i en resposta a estrès oxidatiu. També demostrem que Grx3, Grx4 i Slt2 estàn relacionades genètica i funcionalment amb els procesos implicats en l'organització del citoesquelet d'actina en resposta a estrès oxidatiu i en la biogènesi vacuolar en condicions normals. / La levadura S.cerevisiae es uno de los modelos eucariotas más adecuados para el estudio de los diferentes mecanismos implicados en la supervivencia celular en respuesta a estrés oxidativo. Las especies reactivas de oxígeno (ROS) como los radicales hidroxilo, el anión superóxido o el peróxido de hidrógeno generan estrés oxidativo, induciendo importantes daños intracelulares frente a los cuales la célula tiene que desarrollar una serie de mecanismos para hacerles frente. Grx3 i Grx4 son dos glutaredoxinas monotiólicas de S.cerevisiae que forman parte de los sistemas enzimáticos que regulan el estado redox de las proteínas en respuesta a estrés oxidativo. No obstante, hasta hoy se desconocen los mecanismos mediante los cuales Grx3 i Grx4 participan en la detoxificación de estos ROS y en la adaptación celular frente a condiciones oxidativas. En el primer Capítulo se caracteriza el papel funcional para Grx3 y Grx4 en la regulación de la homeóstasis del hierro intracelular mediante el factor transcripcional Aft1, el cual se encarga de regular la transcripción de genes que forman parte del sistema de alta afinidad de captación de hierro. Además, se caracteriza el papel funcional de los dominios GRX de Grx3 y Grx4 en la exportación nuclear de Aft1, como mecanismo regulador del estrés oxidativo generado por un aumento en los niveles de hierro intracelulares. En el segundo Capítulo hemos logrado dar una función específica a Grx3 y Grx4 en la regulación de la vía de integridad celular o vía PKC1-MAP quinasa en respuesta a estrés oxidativo. Además, tras diseccionar los dominios glutaredoxina (GRX) y tioredoxina (TRX) de Grx3 y Grx4, hemos concluido que son los dominios TRX de ambas glutaredoxinas quienes poseen un papel protagonista en la activación de la quinasa Slt2 en respuesta a estrés oxidativo y en la reorganización del citoesqueleto de actina en condiciones normales y oxidantes. También se demuestra que Grx3, Grx4 y Slt2 están relacionados genética y funcionalmente en los procesos implicados en la organización del citoesqueleto d'actina en respuesta a estrés oxidativo y en la biogénesis vacuolar en condiciones normales. / The yeast S.cerevisiae is one of the most suitable eukaryotic models to study several mechanisms involved in cell survival in the response to oxidative stress. Reactive oxygen species (ROS) such as hydroxyl radicals, superoxide anions or hydrogen peroxide provoque oxidative stress and cause important cell damage. As a consequence of that, cells need to develop a series of mechanisms in order to repair their structures. Grx3 and Grx4 are two monothiol glutaredoxins of S.cerevisiae potentially involved in enzymatic systems to regulate the redox state of proteins in front of oxidative stress. Nevertheless, actually is unknown the mechanisms where Grx3 and Grx4 participate in ROS detoxification and in the cellular adaptation to oxidative conditions. In the first chapter, we characterize a functional role for both Grx3 and Grx4 in the maintenance of iron homeostasis through the regulation of Aft1, a transcription factor involved in the transcriptional regulation of a subset of genes which integrate the high affinity iron uptake system. In addition, we have characterized the functional role for both GRX domains of Grx3 and Grx4 in the nuclear export of Aft1 as a mechanism that regulates the oxidative stress generated by high levels of intracellular iron. In the second chapter, it is characterized a specific function for Grx3 and Grx4 in the regulation of the cell integrity pathway or PKC1-MAP kinase pathway in response to oxidative stress. Moreover, we described the functional role for both TRX domains of Grx3 and Grx4 in the Slt2 activation in response to oxidative stress and in the reorganization of the actin cytoskeleton in normal and oxidant conditions. We also demonstrated the genetic and the functional relationship between Grx3, Grx4 and Slt2 in the mechanisms involved in the actin cytoskeleton organization in response to oxidative stress and in the vacuolar biogenesis in normal conditions.

En esta tesis se ha demostrado que la radiación ultravioleta induce mortalidad en comunidades de fitoplancton de diferentes áreas del Océano Atlántico, del Mar Mediterráneo y del Océano Antártico. El fitoplancton más pequeño (pico-fitoplancton) muestra mayor sensibilidad a la radiación UV respecto al fitoplancton de mayor tamaño. Este estudio identifica que el crecimiento de las poblaciones del fitoplancton antártico está controlado por la radiación ultravioleta con inhibiciones de biomasas por encima del 80-90%. Se demuestra también que la transferencia de radicales OH, generados por la radiación ultravioleta, desde la atmósfera hacia la superficie del Océano causa mortalidad en comunidades de fitoplancton de aguas tropicales, templadas y antárticas. El trabajo presentado en esta tesis muestra la importancia de la radiación ultravioleta como factor que induce mortalidad en el fitoplancton, su influencia en el balance del crecimiento neto de estas poblaciones, así como las consecuencias que se derivan en la cadena trófica.