プロテインキナーゼAによる制御ネットワークは短命および長命の細胞記憶をコードする

Sci. Signal. 19 May 2020:
Vol. 13, Issue 632, eaay3585
DOI: 10.1126/scisignal.aay3585

Yanfei Jiang^1,*, Zohreh AkhavanAghdam^1,*, Yutian Li^1,*, Brian M. Zid², and Nan Hao^1,†

1. ¹ Section of Molecular Biology, Division of Biological Sciences, University of California San Diego, La Jolla, CA 92093, USA.
2. ² Department of Chemistry and Biochemistry, University of California San Diego, La Jolla, CA 92093, USA.

† Corresponding author. Email: nhao@ucsd.edu

* These authors contributed equally to this work.

要約

酵母においてプロテインキナーゼA（PKA）を介した一般的なストレス応答で見られるように、細胞は、過去の経験の記憶を保存でき、その後のストレスに対する応答を調整する。これは、将来のストレスの多い条件に対する耐性のために必要である。マイクロフルイディクスとタイムラプス顕微鏡を用いて、ストレス適応の細胞記憶が単一の酵母細胞でどのようにコードされているかを定量的に分析した。われわれは、細胞の記憶が二相性であることを見出した。一時的な記憶は、トレハロースシンターゼとトレハロース代謝によって媒介された。長期的な記憶は、PKA制御ストレス応答性転写因子と細胞質メッセンジャーリボ核タンパク質顆粒によって媒介された。一時的および長期的記憶は、異なるプライミング入力ダイナミクスによって選択的に誘発される可能性がある。数理モデルは、PKAを介した制御ネットワークが、どのように以前の刺激を異なるダイナミクスを持つ記憶にコードしうるかを明らかにした。この二相性の記憶コードスキームは、急速に変化する環境における将来の困難に備えるための普遍的な戦略を表す可能性がある。

Citation: Y. Jiang, Z. AkhavanAghdam, Y. Li, B. M. Zid, N. Hao, A protein kinase A-regulated network encodes short- and long-lived cellular memories. Sci. Signal. 13, eaay3585 (2020).