Saccharomyces cerevisiae is a premier model system to study ageing in post mitotic cells.
In this study, we show that Mtl1, member of the Cell Wall Integrity pathway (CWI), plays
a positive role in Chronological Life Span (CLS). The absence of Mtl1 shortens CLS
whereas its overexpression extends it. In mtl1 cells, we observe mitochondrial dysfunction
during diauxic shift that is reflected in i) increase in uncoupled respiration associated to
low oxygen consumption; ii) significant increase in mitochondrial membrane potential; iii)
ROS (Reactive Oxygen Species) accumulation and as well as iv) a descent in aconitase
activity. We demonstrate that this mitochondrial dysfunction observed in mtl1 mutant is a
consequence of improper regulation of key signaling pathwaysrequired for entry in
quiescence. TOR1/SCH9 deletion and less effectively PKA (Protein Kinase A) inactivation
in mtl1 not only suppressed the mitochondrial defects but also increased the CLS. Mtl1
links mitochondrial dysfunction with TOR (Target of Rapamycin) and PKA pathways in
quiescence.
In the absence of Mtl1, the stability of the inhibitory subunit of PKA, Bcy1 is severely
reduced, mainly as a consequence of a high PKA activity. Mtl1 regulates PKA inactivation
through Bcy1 phosphorylation, both in diauxic conditions and mainly in response to
glucose depletion. In these conditions, Mtl1 negatively regulates Tor1/Sch9 function to
phosphorylate Bcy1 and thus to inhibit PKA through phosphorylation of Bcy1 by Slt2
MAPK, although additional kinases might be also involved in this signal. We also show
that Mtl1 function in CLS does not totally depend on CWI pathway since mtl1slt2 double
mutant presents synthetic lethality. Mtl1 acts as a glucose sensor thereby it regulates both
NCR (Nitrogen Catabolite Repression) and RTG (Retrograde Response Mitochondrial-
Nucleus) pathways through Snf1 kinase upon glucose depletion, although independent of
TORC1 and PKA functions. Again, additional targets are not completely ruled out.
In conclusion, Mtl1 is an efficient transceptor involved in sensing and signaling nutrient
availability in quiescence, mainly glucose, and in regulating multiple pathways involved in
life extension. / Saccharomycescerevisiae es un sistema modelo muy adecuado para el estudio de los
procesos de envejecimiento en células posmitóticas. En el presente estudio se muestra que
Mtl1, un miembro de la ruta de integridad celular (CWI), tiene una función positiva en el
proceso de extensión cronológica de la vida (CLS). La ausencia de Mtl1 provoca un
acortamiento de la CLS mientras que su superexpresión la prolonga. En el mutante mtl1 se
observa una disfunción mitocondrial durante el shiftdiauxico, lo que se evidencia tras la
observación de los siguientes parámetros: i) incremento de la respiración desacoplada
ligado a un bajo consumo de oxígeno; ii) aumento significativo del potencial de
membrana; iii) acumulación de ROS (Especies Reactivas de Oxígeno); así como iv) un
descenso en la actividad de la aconitasa.Nosotros demostramos que la disfunción
mitocondrial observada en el mutante mtl1ocurre como consecuencia de ladesregulación
de las rutas de señalización que se necesitan para la correcta entrada en la fase de
quiescencia. La delección de los genes TOR1 y SCH9 y con menor eficiencia la
inactivación de PKA (Protein Quinasa A),suprimen los defectos mitocondriales de mtl1 y
provocan un aumento sustancial de su CLS. Mtl1 es el nexo de unión entre la disfunción
mitocondrial y las vías TOR (Target of Rapamycin) y PKA en la quiescencia. La
estabilidad de Bcy1, una subunidad inhibitoria de PKA, está muy reducida en ausencia de
Mtl1. Esta proteína regula la inactivación de la función PKA a través de la fosforilación de
Bcy1 durante el shiftdiauxico y principalmente en respuesta a la depleción de glucosa. En
ambas condiciones, Mtl1 regula negativamente a la función Tor1/Sch9, lo que activa a la
MAP quinasa Slt2, la cual fosforila a Bcy1, hecho que inhibe la función PKA. Sin
embargo, no se descarta la posibilidad de que otras quinasas estén también involucradas en
este proceso. También se muestra que la función de Mtl1 en la CLS no depende totalmente
de la ruta CWI puesto que los genes MTL1 y SLT2 presentan letalidad sintética en estas
condiciones.Mtl1 actúa como un sensor de glucosa y como tal también regula la función
de Snf1 en respuesta a la depleción de glucosa, y como consecuencia a los genes regulados
por los sistemas NCR (Represión Catabólica Nitrogenada) y RTG (Respuesta Retrógrada
Núcleo-Citoplasma), además, este proceso es independiente de TORC1 y PKA. En
conclusión, Mtl1 es un transceptor que detecta y señaliza la disponibilidad de nutrientes
(principalmente glucosa) en quiescencia para regular la función de múltiples vías de
señalización relevantes para la extensión de la vida. / Saccharomyces cerevisiae és un sistema model molt adecuat pels procesos d’envelliment
en cèl.lules postmitòtiques. En aquest estudi es demostra que Mtl1, un membre de la vía
d’integritat cel.lular (CWI), té una funció positiva en el procés d’extensió cronológica de
la vida (CLS). L’absència de Mtl1 redueix la CLS mentre que la seva sobre expressió
l’allarga. En el mutant mtl1 s’observa una disfunció mitocondrial durant el shift diàuxic,
que es fa evident al observar els següents paràmetres: i) increment de la respiració
desacoplada unit a un baix consum d’oxígen; ii) augment significatiu del potencial de
membrana; iii) acumulació de ROS (Espècies Reactives d’Oxígen); així com iv) un
descens en l’activitat de l’aconitasa. Nosaltres demostrem que la disfunció mitocondrial
observada en el mutant mtl1 succeeix com a conseqüència de la desregulació de les vies de
senyalització necessaries per a la correcta entrada a la fase de quiescencia. La delecció
dels gens TOR y SCH9 i amb menor eficàcia, la inactivació de PKA (Protein Kinasa A),
suprimeixen els defectes mitocondrials de mtl1 i indueixen una augment significatiu de la
seva CLS. Mtl1 es el nexe d’unió entre la disfunció mitocondrial i les vies TOR (Target of
Rapamycin) y PKA en quiescència. L’estabilitat de Bcy1, una subunitat inhibitoria de
PKA, està molt reduïda en absència de Mtl1. Aquesta proteïna regula la inactivació de la
funció de PKA mitjançant la fosforilació de Bcy1 durant el shift diàuxic i principalment
en resposta a la depleció de glucosa. En ambdues condicions, Mtl1 regula negativament la
funció Tor1/Sch9, fet que indueix l’activació de la MAP quinasa Slt2, la qual fosforila a
Bcy1, procés que inhibeix la funció PKA. No obstant, no es descarta la possibilitat de que
altres quinases estiguin participant en aquest procés. També es mostra que la funció de
Mtl1 en la CLS no depen totalment de la vía CWI, donat que els gens MTL1 y SLT2
presenten sintètica letalitat en aquestes condicions. Mtl1 actua con un sensor de glucosa i
com a tal, també regula la funció de Snf1 en resposta a la depleció de glucosa, i en
conseqüència als gens regulats pels sistemes NCR (Repressió Catabòlica Nitrogenada) y
RTG (Resposta Retrògrada Nucli-Citoplasma), a més a més, aquest procés es independent
de TORC1 y PKA. Concluïnt, Mtl1 es un transreceptor que detecta i senyalitza la
disponibilitat de nutrients (principalment glucosa) en quiescència per a regular la funció de
múltiples vies de senyalització rellevants per l’extenció de la vida.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UDL/oai:www.tdx.cat:10803/286033 |
| Date | 10 January 2015 |
| Creators | Sundaram, Venkatraghavan |
| Contributors | Torre Ruiz, M. A. de la, Universitat de Lleida. Departament de Ciències Mèdiques Bàsiques |
| Publisher | Universitat de Lleida |
| Source Sets | Universitat de Lleida |
| Language | English |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 249 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs., info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0129 seconds