ИСТИНА

У пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae есть множество систем, обеспечивающих устойчивость к этанолу (Swinnen S. et al. 2012). Однако то, как зависит резистентность к этанолу от функционального состояния митохондрий до сих пор не понятно. Известно, что клетки дрожжей могут выжить без мтДНК (Contamine V. et al. 2000), но такие нарушения снижают резистентность к высоким концентрациям спирта (Hutter A. et al. 1998). С другой стороны, показано, что в присутствии этанола митохондрии становятся источником активных форм кислорода (АФК), которые повреждают макромолекулы (Pйrez-Gallardo R. V. 2013). Мы предположили, что это кажущееся противоречие может объясняться тем, что АФК играют сигнальную роль в условиях спиртового стресса. Ранее нами было показано, что делеция гена митохондриальной супероксиддисмутазы препятствует образованию псевдогиф клетками S.cerevisiae под действием бутанола — процессу, который также регулируется активными формами кислорода (см обсуждение в (Starovoytova et al. 2013)). Поскольку делеция гена митохондриальной супероксиддисмутазы SOD2 сильно снижала устойчивость клеток дрожжей к этанолу (Costa V. et al. 1997), мы решили исследовать возможную сигнальную роль супероксиддисмутазы в условиях спиртового стресса. Мы обнаружили, что в условиях репрессии SOD2, не происходит релокализации Yap1p в ядро в ответ на добавление этанола. Yap1p — это транскрипционный фактор, играющий главную роль в ответе на окислительный стресс, он активируется перекисью водорода, после чего белок релокализуется в ядро и запускает экспрессию антиоксидантных генов. Далее мы обнаружили, что уровень активации белков, кодируемых генами-мишенями Yap1 (Trx2p и Gsh1p) был понижен в условиях репрессии SOD2. Эти результаты предполагают необходимость Sod2p для активации Yap1p. Делеции генов YAP1 и SOD2 в равной степени понижали устойчивость клеток к этиловому спирту. В то же время репрессия гена SOD2 не влияла на жизнеспособность в штамме с делетированным геном YAP1 при добавлении этанола. Это указывает на наличие генетического взаимодействия, предполагая, что оба белка Sod2p и Yap1p участвуют в одном и том же сигнальном каскаде. Возможно, превращение с помощью Sod2p супероксид аниона в перекись водорода и активация Yap1p является одним из этапов сигнализации, запускаемой митохондриями в ядро при действии этанола на клетки. Кроме того, мы обнаружили взаимосвязь между Sod2p-Yap1p сигналом и Rtg-путем (сигнальный путь от митохондрий в ядро, который активируется в ответ на нарушение функций митохондрий (Liu Z. et al. 2006)). Участники Rtg-пути вызывали перманентную активацию Yap1p. Таким образом, мы полагаем, что в условиях стресса, вызванного этанолом, митохондрии, помимо причины повреждений клетки, являются важной частью сигнального защитного каскада, один из которых активируется с участием митохондриальной супероксиддисмутазы. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-34-00197 мол_а. 1. Swinnen S., Schaerlaekens K., Pais T. et al. Identification of novel causative genes determining the complex trait of high ethanol tolerance in yeast using pooled-segregant whole-genome sequence analysis. Genome Res. 2012. 22(5): 975-84. 2. Hutter A., Oliver S. G. Ethanol production using nuclear petite yeast mutants. Applied Microbiology and Biotechnology. 1998. 49(5): 511–6. 3. Contamine V., Picard M. Maintenance and integrity of the mitochondrial genome: a plethora of nuclear genes in the budding yeast. Microbiology and Molecular Biology Reviews : MMBR. 2000. 64(2): 281–315. 4. Pйrez-Gallardo R. V., Briones L. S., Dнaz-Pйrez A. L., Gutiйrrez S., Rodrнguez-Zavala J. S., Campos-Garcнa, J. Reactive oxygen species production induced by ethanol in Saccharomyces cerevisiae increases because of a dysfunctional mitochondrial iron-sulfur cluster assembly system. FEMS Yeast Research. 2013. 13(8): 804–8193. 5. Starovoytova A.N., Sorokin M.I., Sokolov S.S., Severin F.F., Knorre D.A. Mitochondrial signaling in Saccharomyces cerevisiae pseudohyphae formation induced by butanol. FEMS Yeast Res. 2013. 13(4):367-74. 6. Costa V., Amorim M. A., Reis E., Quintanilha A., Moradas-Ferreira P. Mitochondrial superoxide dismutase is essential for ethanol tolerance of Saccharomyces cerevisiae in the post-diauxic phase. Microbiology. 1997. 143: 1649-56. 7. Liu Z., Butow R. A. Mitochondrial retrograde signaling. Annu. Rev. Genet. 2006. 40: 159–185.