Mig2, una proteína bifuncional de levadura implicada en la regulación de la represión por glucosa y en la fusión mitocondrial

Resumen

En Saccharomyces cerevisiae, la represión por glucosa afecta a genes que codifican enzimas relacionados con la respiración o con el uso de fuentes de carbono alternativas, mientras que la inducción por glucosa estimula la transcripción de enzimas glicolíticos y genes que codifican para sus transportadores, posibilitando su utilización. La proteína Mig1 es un factor transcripcional fundamental en la represión de aquellos genes implicados en la utilización de fuentes de carbono alternativas, que codifican para enzimas gluconeogénicos e implicados en la respiración. El gen SUC2 se ha utilizado de forma tradicional como modelo en la represión por glucosa, ya que se regula de forma exclusiva a través de esta vía. Mig1 reprime la expresión de SUC2 en alta glucosa, condición en la que el microorganismo no precisa el enzima invertasa. Cuando la concentración del monosacárido disminuye, SUC2 se desreprime y los niveles de invertasa se elevan. Aunque Mig1 es un represor crucial para la regulación de SUC2, no realiza su papel en solitario, sino formando parte de un complejo represor integrado por varias proteínas. En concreto, se ha demostrado la participación del enzima Hxk2, el complejo Snf1 y el represor Mig2, entre otros factores. La proteína Mig2 en S. cerevisiae ha sido descrita como un factor transcripcional implicado en la regulación por glucosa de genes relacionados con la utilización de fuentes de carbono alternativas. Entre los promotores a los cuales se une esta proteína se encuentran los de GAL1 y SUC2. En el caso de SUC2, se ha descrito que tanto Mig1 como Mig2 son necesarios para llevar a cabo la represión de su expresión en condiciones de alta glucosa. El papel de la proteína Mig2 en el complejo represor del gen SUC2, por el momento, es poco conocido, barajándose la posibilidad de que actúe como un elemento redundante de Mig1 o complementando su función. En la presente tesis hemos analizado el papel de Mig2 en la represión por glucosa del gen SUC2, demostrando su participación tanto en alta como en baja glucosa, así como los factores que regulan la misma. Así mismo, hemos observado que la expresión de MIG2 se encuentra regulada, en presencia de glucosa, por un complejo represor formado por Mig1, el complejo Snf1 y el enzima Hxk2. Además, en este trabajo demostramos que Mig2 presenta una doble localización núcleo-citosólica dependiente de glucosa de tal manera que, en presencia de dicho monosacárido, Mig2 se acumula de forma mayoritaria en el núcleo, donde lleva a cabo su función como represor. En ausencia de glucosa, esta localización cambia de forma muy rápida, pasando a asociarse a la red mitocondrial. Así mismo, hemos analizado los mecanismos de importación y exportación de la proteína Mig2, demostrando que la ruta principal de importación está mediada por el dímero Kap60/Kap95. Además, hemos identificado dos secuencias NLSs implicadas en dicho transporte, siendo la NLS1 de Mig2 indispensable para su interacción con la importina Kap95. En cuanto al sistema de exportación, se han identificado tres posibles NESs pero la mutación individual de estas secuencias no impide la salida de Mig2 del núcleo. Aunque se ha demostrado la interacción de esta proteína con Xpo1, ésta no parece ser la ruta principal de exportación de Mig2 al citoplasma. La asociación de Mig2 a la red mitocondrial es dependiente de Ups1, proteína mitocondrial con la que interacciona de manera preferente en ausencia de glucosa. En cuanto a su papel mitocondrial, Mig2 parece estar implicado en el mantenimiento de la morfología mitocondrial, posiblemente, a través de la ruta de fusión. La ausencia de esta proteína no conlleva problemas en la segregación del mtDNA