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1Departamento de Genética y Microbiología, Universidad de Murcia. 30071 Murcia, 2Division of Yeast Genetics. National Institute for Medical Research., London NW7 1AA, UK; y 3Instituto de Microbiología Bioquímica. CSIC/Departamento de Microbiología y Genética, Universidad de Salamanca. 37007 Salamanca. Dirección de correo electrónico: marisa@um.es
Las rutas de MAP kinasas son críticas para la detección y respuesta de las células eucariotas frente estímulos externos y cambios en el ambiente extracelular. En la levadura con fisión Schizosaccharomyces pombe, la MAPK Pmk1/Spm1 ha sido implicada en la construcción de la pared celular, morfogénesis, separación celular (citoquinesis) y la homeostasis frente a distintos iones, formando parte de una ruta denominada de “integridad celular” junto con la MAPKKK Mkh1 y la MAPKK Pek1/Skh1.
En este trabajo, describimos que Pmk1 se activa por fosforilación en respuesta a múltiples situaciones de estrés, como el estrés hiper- e hipotónico, el tratamiento con compuestos que dañan la pared celular, o el estrés oxidativo provocado por el peróxido de hidrógeno o distintos agentes pro-oxidantes.
La activación por estrés de Pmk1 fue en todos los casos dependiente de la presencia de Pek1 y Mkh1, lo que sugiere la existencia de una regulación de la activación de la MAPK por medio de un módulo no ramificado. Mediante microscopía de fluorescencia hemos comprobado que tanto Mkh1, como Pek1 o Pmp1 (la principal fosfatasa que defosforila a Pmk1) localizan a nivel del citoplasma celular. Sin embargo, Pmk1 localiza tanto en el citoplasma como en el núcleo celular, así como en el huso mitótico y en el septo durante la citoquinesis. De hecho, la localización subcelular de Pmk1en S. pombe no se vio afectada cuando la levadura se sometió a distintas condiciones de estrés, ni en ausencia de Mkh1 o Pek1. Ello sugiere que la activación de Pmk1 por el módulo Mkh1/Pek1 tiene lugar a nivel citoplasmático y que las formas activa o inactiva de la kinasa pueden atravesar la membrana nuclear. También hemos demostrado que, contrariamente a lo que se sospechaba, la GTPasa Cdc42 y dos de sus efectores, las PAK kinasas Pak1 y Pak2, no se encuentran implicados en la regulación de la activación del módulo Mkh1-Pek1-Pmk1. Por el contrario, la MAPK Sty1 (elemento clave de la ruta de MAPK activable por estrés -SAPK- en S. pombe) es esencial para la activación de Pmk1 inducida por peróxido de hidrógeno y durante el estrés osmótico. Estos resultados demuestran por primera vez la existencia de una interconexión entre dos rutas de MAPK en S. pombe.