Laprotéine kinase Snf1 et le facteur de transcription Mig3 sont impliqués dans une nouvelle voie de réponse aux stress génotoxiques chez la levure Saccharomyces cervisiae

TheSnf1 protein kinase and the Mig3 transcriptional factor are involved in a novel transduction pathway in response to geotoxic stress in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae

• Auteur / Autrice : Caroline Dubacq
• Direction : Carl Mann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés libres

Voie de signalisation

Résumé

Les stress génotoxiques provoquent des dommages de l'ADN ou un blocage de la réplication cellulaire. Chez S. Cerevisiae, la voie de signalisation permettant l'arrêt du cycle cellulaire afin de réparer ces lésions comprend deux kinases essentielles Mec1 et Rad53, homologues des kinases ATR et Chk2 de Mammifères. Nous avons mis en évidence une interaction génétique entre l'allèle toxique RAD53-GFP et le gène MIG3 qui code pour un répresseur transcriptionnel de la famille MIG. La kinase Snf1, homologue des AMPK de Mammifères, est activée en absence de glucose dans le milieu et inactive le facteur Mig1. Nos résultats suggèrent que l'activité basale de la kinase Snf1 est nécessaire pour une tolérance optimale à l'hydroxyurée, un inhibiteur des ribonucléotide réductases (RNR), au méthyl méthanesulfonate (MMS), un agent alkylant de l'ADN, ou au cadmium, un métal génotoxique. La kinase Snfl n'est pas essentielle pour l'arrêt du cycle cellulaire ou l'induction des gènes RNR2-4 dépendante de Mec1 et Rad53. Par contre, Snf1 pourrait jouer un rôle dans la réparation de l'ADN ou la reprise de la réplication. Mig3 est une des cibles de Snf1 dans la réponse à ces composés génotoxiques ou lors d'une privation en glucose et les modifications post-traductionnelles de Mig3 sont en corrélation avec le degré d'activation de Snf1 selon les conditions. Une étude transcriptomique indique que les facteurs de transcription Yap1 et Aft1 semblent activés en présence d'hydroxyurée, favorisant probablement le maintien de l'homéostasie redox ou du fer. Nous supposons que la kinase Snf1 est nécessaire pour restaurer la fonctionnalité des RNR en présence d'hydroxyurée, de MMS ou de cadmium. D'autres éléments suggèrent que l'activité de la kinase participe aux remaniements de la structure chromatinienne ou à la régulation transcriptionnelle de gènes impliqués dans les fonctions vacuolaires, la dégradation spécifique des protéines ou la synthèse des lipides lors d'un stress génotoxique.

Genotoxic stresses induce DNA damage or DNA replication block that can impair the transmission of genetic information. In the budding yeast S. Cerevisiae, the signal transduction pathway allowing cell cycle arrest and DNA repair is under the control of the essential Mec1 and Rad53 kinases, homologues of the ATR and Chk2 mammalian kinases. We show here a genetic interaction between a toxic RAD53-GFP allele and the MIG3 gene, encoding a transcriptional repressor of the MIG family. The Snf1 kinase, homologous to the mammalian AMPK, is activated during glucose starvation and is partly responsible for derepression of glucose repressed genes through phosphorylation of the Mig1 repressor. We demonstrate that the basal activity of Snf1 is required for an optimal tolerance to hydroxyurea, an inhibitor of ribonucleotide reductases (RNR) and thus DNA replication, to methyl methanesulfonate (MMS), a DNA alkylating agent, or to cadmium, a genotoxic metal. Snf1 is not required for cell cycle arrest or RNR2-4 transcriptional activation mediated by the Mec1 pathway. The Snf1 kinase may participate in DNA repair or in replication resumption. The Mig3 repressor is among the Snf1 targets in response to genotoxic stress or during glucose privation and dissimilar post-traductional modifications of Mig3 correlate with Snf1 kinase activity levels in both conditions. We determined through DNA microarray analysis that the Yap1 and Aft1 transcription factors seem to be activated during hydroxyurea exposure, probably enhancing redox and iron homeostasis that are two conditions required for RNR function. We suggest that Snf1 could be required to restore RNR function during hydroxyurea, MMS or cadmium induced genotoxic stress. Some evidence also suggests that Snf1 kinase activity is implicated in chromatin structure remodelling or in the transcriptional regulation of genes involved in vacuolar functions, in protein targeted degradation, or in membrane lipid synthesis during genotoxic stress.