ИСТИНА

В настоящее время остается открытым вопрос о взаимной координации митохондрий и клеточного цикла у грибов. Больше всего известно про такую координацию у пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae. С одной стороны, у них охарактеризована цикличность в активации окислительного фосфорилирования, которая коррелирует со сменой фаз клеточного цикла [1]. С другой стороны, мицелиально-дрожжевой диморфизм Saccharomyces cerevisiae, связанный с изменением длительности фазы G2 клеточного цикла и проявляющийся в образовании удлиненных клеток (псевдогиф) регулируется митохондриями [2]. Оказалось, что в данной регуляциипринимают участие система специализированных Rtg белков, передающих информацию от нефункциональных митохондрий в ядро. Такая регуляция называется ретроградной сигнализацией. В своей работе мы исследовали еще один аспект взаимосвязи между митохондриями и клеточным ци- клом пекарских дрожжей. Мы изучали роль митохондрий и ретроградной сигнализации при длительном аресте клеточного цикла Sachharomyces cerevisiae в различных фазах. Мы использовали штаммы дрожжей с термочувствительными мутациями в генах cdc13, cdc26 и cdc15, приводящих к остановке клеточного цикла при температуре 37 ºC в S-фазе (cdc13) или ми-тозе (cdc26 и cdc15). Длительный арест (8 часов и более) клеточного цикла в S и М фазах, но не в G1 фазе, приводил к гибели клеток дрожжей, что соответствует ранее опубликованным работам [3, 4]. Мы провели скрининг, направленный на поиск генов, повышенная экспрессия которых повышает выживаемость при аресте на разных стадиях клеточного цикла. Мы обнаружили, что сверхэкспрессия гена ISA1 (отвечающего за биосинтез FeS кластеров в митохондриях) повышают выживаемость клеток дрожжей при аресте клеточного цикла в митозе. Мы предполагали, что скрининг выявит клеточные функции, лимитирующие выживание клеток в наших экспериментальных условиях. Обнаружение ISA1 указывает на то, что лимитирующим звеном могут быть митохондрии, одной из функций которых является биосинтез FeS кластеров, жизненно важных для функционирования клетки дрожжей. В то же время клетки, лишенные митохондриальной ДНК (Rho0) или обработанные разобщителем были более резистентными к длительному аресту в S фазе и митозе. Однако, если арест клеточного цикла в М-фазе (cdc15-1), проводили после предварительной инкубации в гидроксимочевине, позволяющей большей части клеток выйти из фазы G1, то защитный эффект Rho0 мутации нивелировался. Эти данные свидетельствует о том, что дисфункция митохондрий увеличивает выживаемость клеток S. cerevisiae, исключительно благодаря удлинению продолжительности G1 фазы клеточного цикла. На следующем этапе мы изучили влияние ретроградной сигнализации на клетки дрожжей в условиях длительного ареста в S-фазе или митозе. Делеции генов RTG2 и RTG3 приводила к повышению выживаемости клеток, арестованных в S фазе клеточного цикла. Более того, делеция гена MKS1 – ингибитора ретроградного пути, приводила к снижению выжива- емости клеток. Это свидетельствует о том, что ретроградная сигнализация играет деструктивную роль при длительном аресте в S фазе. В чем может проявляться негативная роль ретроградной сигнализации в S-фазе? Ретроградная сигнализация подавляет экспрессию генов, отвечающих за окислительное фосфорилирование, и в то же время активирует менее эффективные с точки зрения энергетики цитоплазматические метаболические пути. Мы предполагаем, что в случае длительного ареста в S-фазе, такое снижение в эффективности метабо- лизма имеет необратимые последствия для клетки. В совокупности наши данные показывают негативную регуляцию жизнеспособности клеток S. cerevisiae митохондриями при длительном аресте в S-фазе клеточного цикла.