Control traduccional durante la transición quiescencia-crecimiento en Saccharomyces cerevisiae

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Las células eucariotas arrestan reversiblemente el ciclo celular en la fase de Go estableciendo el estado quiescente. Saccharomyces-cerevisiae en un modelo útil para estudiar como las células eucariotas ajustan su proteoma durante dicho proceso. El objetivo de esta tesis fue contribuir a dilucidar l...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor principal: Solari, Clara Andrea
Otros Autores: Portela, Paula
Formato: Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2019
Materias:
QUIESCENCIA
CONTROL DE LA TRADUCCION
RIBOPROTEOMA
RIBOSOMAS ESPECIALIZADOS
SACCHAROMYCES CEREVISIAE
QUIESCENCE
TRANSLATIONAL CONTROL
RIBOPROTEOME
SPECIALIZAED RIBOSOMES
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6716_Solari
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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description Las células eucariotas arrestan reversiblemente el ciclo celular en la fase de Go estableciendo el estado quiescente. Saccharomyces-cerevisiae en un modelo útil para estudiar como las células eucariotas ajustan su proteoma durante dicho proceso. El objetivo de esta tesis fue contribuir a dilucidar los mecanismos moleculares que controlan la síntesis proteica para el establecimiento de la quiescencia y la reactivación del ciclo celular. En primer lugar hemos caracterizado el destino del mRNA durante la transición quiescencia-crecimiento. Células quiescentes presentan arresto de la traducción global y acumulación de ribo núcleo-partículas del tipo gránulos de estrés (SGs) y cuerpos de procesamiento (PBs). Luego del estímulo con nutrientes la traducción global se activa y se desarman los PBs y SGs. Experimentos bioquímicos sobre fracciones enriquecidas en gránulos indican que los SG formados en quiescencia son estructuras estables ensambladas en parte por interacciones proteína-proteína del tipo electroestáticas. Empleando cuatro mRNAs modelo determinamos que durante la transición quiescencia-crecimiento celular existen diferentes mecanismos de regulación traduccional: i) correlación directa entre el incremento de la abundancia de mRNA, la asociación a polisomas y la expresión proteica; ii) correlación inversa entre la abundancia de mRNA y su asociación con polisomas; iii) asociación a polisomas independiente de los niveles de expresión de mRNA. Además, determinamos que cada mRNA puede estar sujeto a diferente localización subcelular durante la transición quiescencia-crecimiento. Por otro lado, hemos caracterizado la composición y abundancia proteica relativa de ribosomas vía nanoLC-MS/MS de fracciones monosomales y polisomales durante quiescencia y pos activación traduccional. Identificamos 69 de las 79 proteínas ribosomales (PRs) que conforman la partícula ribosomal 80S. Además, se determinó que el riboproteoma está compuesto por 412 proteínas las cuales pertenecen a diferentes grupos funcionales según análisis por Gene Ontology: traducción, plegamiento de proteínas, metabolismo de aminoácidos, respuesta celular al estrés oxidativo y proceso glicolítico. Hemos determinado una composición específica y abundancia proteica relativa en monosoma y polisoma dependiente de las condiciones de crecimiento. Para evaluar de manera preliminar el rol de las proteínas identificadas en el riboproteoma sobre la traducción analizamos datos de un ensayo genómico funcional de la traducción. Este análisis mostro un requerimiento especifico de PRs parálogas para la traducción durante quiescencia. Los resultados obtenidos en esta tesis sugieren que la heterogeneidad ribosomal podría cumplir un rol en el control traduccional durante quiescencia y reactivación traduccional por estimulo de nutrientes.
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En primer lugar hemos caracterizado el destino del mRNA durante la transición quiescencia-crecimiento. Células quiescentes presentan arresto de la traducción global y acumulación de ribo núcleo-partículas del tipo gránulos de estrés (SGs) y cuerpos de procesamiento (PBs). Luego del estímulo con nutrientes la traducción global se activa y se desarman los PBs y SGs. Experimentos bioquímicos sobre fracciones enriquecidas en gránulos indican que los SG formados en quiescencia son estructuras estables ensambladas en parte por interacciones proteína-proteína del tipo electroestáticas. Empleando cuatro mRNAs modelo determinamos que durante la transición quiescencia-crecimiento celular existen diferentes mecanismos de regulación traduccional: i) correlación directa entre el incremento de la abundancia de mRNA, la asociación a polisomas y la expresión proteica; ii) correlación inversa entre la abundancia de mRNA y su asociación con polisomas; iii) asociación a polisomas independiente de los niveles de expresión de mRNA. Además, determinamos que cada mRNA puede estar sujeto a diferente localización subcelular durante la transición quiescencia-crecimiento. Por otro lado, hemos caracterizado la composición y abundancia proteica relativa de ribosomas vía nanoLC-MS/MS de fracciones monosomales y polisomales durante quiescencia y pos activación traduccional. Identificamos 69 de las 79 proteínas ribosomales (PRs) que conforman la partícula ribosomal 80S. Además, se determinó que el riboproteoma está compuesto por 412 proteínas las cuales pertenecen a diferentes grupos funcionales según análisis por Gene Ontology: traducción, plegamiento de proteínas, metabolismo de aminoácidos, respuesta celular al estrés oxidativo y proceso glicolítico. Hemos determinado una composición específica y abundancia proteica relativa en monosoma y polisoma dependiente de las condiciones de crecimiento. Para evaluar de manera preliminar el rol de las proteínas identificadas en el riboproteoma sobre la traducción analizamos datos de un ensayo genómico funcional de la traducción. Este análisis mostro un requerimiento especifico de PRs parálogas para la traducción durante quiescencia. Los resultados obtenidos en esta tesis sugieren que la heterogeneidad ribosomal podría cumplir un rol en el control traduccional durante quiescencia y reactivación traduccional por estimulo de nutrientes. The eukaryotic cells reversibly arrest the cell cycle in the Go phase, establishing the quiescent state.Saccharomyces-cerevisiae is a useful model to study how eukaryotic cells adjust their proteome during this process. The aim of this thesis was to contribute to elucidate the molecular mechanisms that control protein synthesis during the establishment of quiescence and the reactivation of the cell cycle. First, we characterized the fate of the mRNA during the quiescence-growth transition. Quiescent cells arrest global translation and accumulate ribonucleoparticles such as stress granules (SGs) and processing bodies (PBs). After nutrient stimulation, global translation is reactivated and PBs and SGs dissolve. Biochemical experiments on granule enriched fractions indicate that the SGs formed in quiescence are stable structures assembled in part by electrostatic protein-protein interactions. Using four model mRNAs, we determined that during the transition quiescence-cell growth there are different mechanisms of translational regulation: i) direct correlation between the increase of mRNA abundance, the association to polysomes and protein expression; ii) inverse correlation between the abundance of mRNA and its association with polysomes; iii) association to polysomes independent of mRNA expression levels. In addition,we determined that each mRNA can be subjected to different subcellular localizations during the quiescence-cell growth transition. On the other hand, we have characterized the relative protein composition and abundance of ribosomes via nanoLC-MS/MS of monosomal and polysomal fractions during quiescence and post translational activation. We identified 69 of the 79 ribosomal proteins (PRs) that constitute the 80S ribosomal particle. In addition, we determined that the riboproteome is composed of 412 proteins which belong to different functional groups as analyzed by Gene! Ontology: translation, protein folding, amino acid metabolism, cellular response to oxidative stress and glycolytic process. We have determined a specific composition and relative protein abundance in the monosomes and polysomes dependent on cell growth conditions. To preliminary evaluate the role on translation of the proteins identified in the riboproteome, we analyzed data from a functional genomic translation assay. This analysis showed a specific requirement of PRs paralogs for translation during quiescence. Overall, the results obtained in this thesis suggest that ribosomal heterogeneity could play a role in translational control during quiescence and translational reactivation by nutrient stimulation. Fil: Solari, Clara Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2019-10-22 info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:ar-repo/semantics/tesis doctoral info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf spa info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6716_Solari

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