フェロモンにより誘導される形態形成はHOG MAPK経路を活性化することにより浸透圧適応能力を改善する

Sci. Signal., 23 April 2013
Vol. 6, Issue 272, p. ra26
[DOI: 10.1126/scisignal.2003312]

Rodrigo Baltanás¹, Alan Bush¹, Alicia Couto², Lucía Durrieu¹, Stefan Hohmann³, and Alejandro Colman-Lerner^1*

¹ Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas y Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires C1428EHA, Argentina.
² CIHIDECAR-Departamento de Química Orgánica, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires C1428EHA, Argentina.
³ Department of Cell and Molecular Biology, University of Gothenburg, Gothenburg 413 90, Sweden.

* Corresponding author. E-mail: colman-lerner@fbmc.fcen.uba.ar

要約

外環境と内部状態は、細胞を多様な刺激にさらし、その結果は予測するのが難しい。われわれは高モル浸透圧濃度に適応した酵母細胞の接合フェロモンに対する応答を調べた。フェロモン結合の下流には、フェロモン応答（PR）および細胞壁構築（CWI）応答という、2つの分裂促進因子活性化キナーゼ（MAPK）カスケードが含まれる。PR MAPK経路は第三のMAPK経路である高浸透圧（HOG）応答と構成因子を共有しているが、通常、遮蔽（insulation）と呼ばれる現象により、それぞれの経路は同族の刺激によってのみ活性化される。われわれは、高モル浸透圧濃度に適応した細胞において、PRはフェロモンとモル浸透圧に依存してHOG経路を活性化することを見いだした。PRによるHOGの活性化は、遮蔽の消失によるものではなく、PRによって引き起こされたグリセリン放出の増加に起因する細胞内モル浸透圧濃度の低下に応答したものであった。われわれは、単一細胞経時解析により、HOGの刺激は「シュムー」の形成という形態形成過程と同期する個々のバーストとして現れることを見いだした。活性化には、ポラリソーム、およびCWI MAPK経路のSlt2、アクアグリセロポリンFps1が必要である。HOGの活性化はグリセリンの速いターンオーバーを促し、モル浸透圧濃度の急速な変化に適応しやすくする。われわれの研究は、いかに1つの分化シグナルが、複雑な環境における酵母の応答を微調整するために、第二の無関係な感覚経路を動員するかを示している。

R. Baltanás, A. Bush, A. Couto, L. Durrieu, S. Hohmann, A. Colman-Lerner, Pheromone-Induced Morphogenesis Improves Osmoadaptation Capacity by Activating the HOG MAPK Pathway. Sci. Signal. 6, ra26 (2013).