Regulació i funció en resposta a diferents tipus d’estrès de la camkk ckk2

Resumen

Les proteïnes de la família de les CaM quinases (CAMK en anglès), l’activitat de les quals és dependent del complex calci-calmodulina, estan implicada en funcions cel·lulars com la regulació de l’expressió gènica, la contracció, l’apoptosi i en la neurotransmissió. A S. pombe, s’ha descrit una proteïna homòloga a CaMKI de mamífers, Cmk1, que és fosforilada per una quinasa upstream, Ckk2, que és homòloga a la CaMKK de mamífers. Es va observar que l’expressió de Ckk2 en condicions de deprivació nutricional com absència de nitrogen o glucosa s’incrementava. El tractament amb drogues com latrunculina B, que causa alteracions dels microfilaments d’actina, compromet la viabilitat de la soca sense ckk2 (∆ckk2). Es van identificar possibles substrats en un assaig de fosfo-proteòmica com Cgs1, subunitat reguladora del complex PKA a S. pombe; Int6, homòloga a la subunitat E del complex eIF3, implicat en la traducció; i Gad8, substrat del TORC2 (TOR complex 2). En aquest treball, s’ha identificat que la funció de Ckk2 és diferent segons el tipus d’estrès, en la deprivació de nitrogen no és important per mantenir la viabilitat però si participa en la re-entrada al cicle cel·lular des de la fase G0. En el cas de la deprivació nutricional de glucosa, la soca ∆ckk2 mostra una reducció de viabilitat en créixer en condicions de deprivació de glucosa, indicant que podria estar participant en la supervivència en aquestes condicions o que podria ser important per activar mecanismes de restricció calòrica. S’ha observat també que l’increment de l’expressió causat per la deprivació nutricional, retorna a nivells basals en reintroduir els nutrients en el medi, indicant que estava restringit a les condicions de deprivació. L’increment de l’expressió en condicions de deprivació es devia a que en aquestes condicions TORC1 es troba deprivat, i s’ha observat que la inhibició de TORC1 amb rapamicina causa un increment en els nivells de Ckk2. L’augment de l’expressió de Ckk2 en deprivació de nitrogen, es produeix gràcies a la acció de Gaf1, un factor de transcripció que es torna actiu en aquestes mateixes condicions, ja que en absència de Gaf1, l’expressió de Ckk2 no s’indueix amb la mateixa intensitat. No es va detectar la fosforilació dels substrats Cgs1, Int6 i Gad8, però si que es van identificar fosforilacions en proteïnes que co-precipiten amb elles. En analitzar les interaccions genètiques entre Ckk2 i aquests possibles substrats, s’ha observat que el doble mutant ∆ckk2 ∆pka1 presenta un fenotip de letalitat sintètica en condicions de deprivació de glucosa, el que ens indica que la funció de les dos proteïnes és necessària per sobreviure en aquestes condicions i potser convergeixen en una tercera que encara desconeixem. També s’ha observat que l’activitat proteosòmica de Int6 podria estar controlant els nivells de Ckk2 en condicions normals. L’anàlisi de la viabilitat en resposta a latrunculina va demostrar que la funció de Ckk2 no està relacionada amb la de Cmk1, i que podria presentar altres substrats. La composició d’actina en cèl·lules ∆ckk2 es veu alterada en deprivació de nitrogen, formant nòduls corticals més petits i dispersos. La formació d’aquests nòduls es veu alterada en mutants endocítics i la latrunculina B és capaç d’inhibir l’endocitosi. L’addició de sorbitol, que facilita l’endocitosi, és capaç de revertir la sensibilitat de la soca ∆ckk2 a la latrunculina B, indicant que Ckk2 podria estar participant en l’endocitosi.