Estudio integrativo de vías de señalización de MAP quinasas de Saccharomyces cerevisiae

El objetivo principal de esta tesis fue estudiar la interaccion entre las vias de MAP quinasas de Saccharomyces cerevisiae. Estas vias estan representadas en humanos, donde su mal funcionamiento puede conducir a patologias tales como cancer o problemas en el desarrollo. La complejidad de los circuitos de senalizacion de MAP quinasas en celulas de mamiferos dificulta la comprension de como estas integran las senales que los activan. Para resolver este problema, una estrategia es analizar sistemas biologicos mas simples que comparten propiedades con los mas complejos. En este sentido, nos propusimos caracterizar exhaustivamente sistemas de senalizacion de MAP quinasas en un sistema biologico simple, la levadura S. cerevisiae. En esta tesis decidimos determinar los puntos de flujo de informacion entre las vias de "Respuesta a Shock Hiperosmotico" (HOG) y de "Respuesta a Feromona" (PR) de levaduras, ya que estas vias comparten componentes en sus vias de senalizacion y existe controversia sobre sus interacciones. A su vez, estudiamos estas vias en celulas individuales, estimulando las mismas controlando la dosis de los estimulos utilizados y en una variada serie de condiciones experimentales. Finalmente, medimos las respuestas de estas vias de un modo cuantitativo, estudiando su dinamica temporal y analizando el mayor numero de respuestas posible en cada celula. Resumiendo los resultados obtenidos, podemos decir, que la via de HOG no presenta osmoadaptacion perfecta como se habia afirmado previamente y permanece activa en estado estacionario. Su activacion es mayor cuanto mayor es la osmolaridad externa, y tambien depende del gradiente quimico de glicerol. Ademas, vemos una alta variabilidad de la respuesta de HOG en celulas individuales. A nivel de las interacciones entre las vias de MAP quinasas, determinamos que la via PR es capaz de activar a la via HOG en celulas adaptadas a alta osmolaridad. Esta compleja activacion requiere de la MAPK de la via de integridad de la pared celular (CWI) Slt2/Mpk1 y del polarisoma. La activacion de HOG es pulsatil y presenta una alta variabilidad en celulas individuales. Los picos de actividad de HOG coinciden con eventos morfogeneticos inducidos por PR en los cuales se activa Slt2/Mpk1. La via PR induce una salida de glicerol, que estaria mediada por Slt2/Mpk1, y este seria el mecanismo que llevaria a la activacion de la via HOG. La induccion de HOG tambien puede lograrse a traves de la activacion de Slt2/Mpk1 mediante shock termico. Ambos tipos de activaciones (por feromona o alta temperatura) son proporcionales a la osmolaridad externa y dependen del gradiente quimico de glicerol. Una consecuencia fisiologica de esta activacion de HOG promovida por la via PR es que las celulas en estas condiciones presentan una mejor capacidad de osmoadaptacion. Finalmente, podemos agregar que los shocks hiperosmoticos inhiben a la via PR durante la etapa de respuesta aguda, pero no hemos establecido aun los actores moleculares que median esta inhibicion. Sin embargo, podemos descartar algunos componentes de la via de HOG como Sho1, Ssk1 y Hog1. Para terminar, la alta osmolaridad, a largo plazo, en celulas ya adaptadas, cambia la dinamica de la respuesta de la via PR reduciendo su sensibilidad a α factor. Esta reduccion es proporcional a la osmolaridad externa. Esperamos que los resultados encontrados en este sistema biologico sean de utilidad, para pensar de una manera mas integrativa, como se comporta la dinamica de la respuesta en un dado sistema frente a multiples senales externas, de acuerdo a como el mismo las integra globalmente.