Saccharomyces cerevisiae’da Çeşitli Sinyal İletim Yolaklarının NTH1 Geni Ekspresyonuna Etkilerinin Analizi


Creative Commons License

TURGUT GENÇ T. , SOLAK M. Ş. , Servili B., TÜRKEL S.

Ulusal Moleküler Biyoloji ve Biyoteknoloji Kongresi, Afyonkarahisar, Türkiye, 21 - 24 Ağustos 2015, cilt.1, no.1, ss.1

  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: Afyonkarahisar
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.1

Özet

Trehaloz Saccharomyces cerevisiae için önemli bir depo karbonhidratı olup stres şartlarında maya hücrelerinin korunmasını sağlar. Trehaloz aynı zamanda hekzokinaz enzimine etki ederek maya hücrelerine glukoz girişini de kontrol eder. Stres koşullarından çıkışta veya trehaloz miktarı fazla olduğu zaman NTH1 geni tarafından kodlanan nötral trehalaz enzimi trehalozu hidroliz ederek iki molekül glukoza ayrıştırır. Trehaloz miktarının dengede kalabilmesi ve biriken trehalozun hızlı şekilde hidroliz edilerek maya hücrelerinin normal metabolik aktivitelerine dönmesi için nötral trehalaz enzimi gereklidir. Bu araştırmada NTH1 geni ekspresyonuna ve depo karbonhidrat metabolizmasına çeşitli sinyal iletim yolaklarının etkileri incelendi. TOR sinyal iletim yolu üreme koşulları normal olduğu zaman S. cerevisiae’da çeşitli hücresel ve metabolik yolakları aktive eder. Hücresel stresler ve kafein ise TOR sinyal iletim yolağını baskılamaktadır. S. cerevisiae özellikle azot açlığı durumunda veya RAS genlerindeki mutasyon dolayısyla mitoz bölünme yerine pseudohifsel üreme olarak adlandırılan şekilde de üreme gösterebilir. S. cerevisiae sigma suşu Σ1278b bu özelliği dolayısıyla pseudohif oluşturan bir suştur. Sigma suşunda RAS geni mutasyonu olduğu ve RAS-cAMP sinyal yolağının konstitüf olarak yüksek miktarda aktif olduğu bilinmektedir. Araştırma sonuçlarımız sigma suşunun ozmotik strese çok duyarlı olduğunu, trehaloz ve glikojen içeriğinin de normal S. cerevisiae suşu olan BY4741’e göre çok düşük seviyede olduğunu göstermektedir. Sigma suşunda NTH1 geni ekspresyonunun düşük seviyede yapıldığı bulunmuştur. TOR sinyal iletim yolağını bloke eden kafeinin üreme ortamına eklenmesi ile NTH1 geni ekspresyonunun BY4741 suşunda yaklaşık 8-katlık bir artışa neden olurkan, sigma suşunda önemli etkisi olmadığı görülmüştür. Bu araştırmada elde edilen sonuçlar NTH1 geni transkripsiyonunun TOR ve Ras-cAMP sinyal iletim yolakları tarafından kontrol edildiğini göstermektedir. 

Trehalose is an important storage carbohydrate for Saccharomyces cerevisiae. It protects yeast cells from phsyiological stresses. Trehalose also controls glucose transport to yeast cells by acting on hexokinase. When trehalose is over accumulated or during the recovery stage of the yeast cells from stress, neutral trehalase enzyme which is encoded by NTH1 gene degrades trehalose to restore normal growth conditions. Hence trehalase enzyme is essential for balanced levels of trehalose and for normal metabolic activities of the yeast. In this research the effects of various signal transduction pathways on the expression of NTH1 gene and on the storage carbohydrates were investigated. TOR signaling pathway activates many cellular processes and signaling pathways under normal growth conditions in yeast. Caffeine treatment and certain stress conditions inhibits TOR pathway. S. cerevisiae cells also goes to pseudohypeal growth instead of budding in response to nitrogen starvation by activating Ras-cAMP pathway. Σ1278b strain of S. cerevisiae forms pseudohyphea due to its hyper active Ras-cAMP pathway. Our results indicate that sigma strain of S. cerevisiae has much lower level of trehalose and glycogen than the normal BY4741 strain of S. cerevisiae. In addition, the expression level of NTH1 gene is much lower that B4741 strain indicating that expression of NTH1 gene is regulated by Ras-cAMP pathway. Moreover, presence of caffeine in the growth medium resulted with 8-10 fold activation of NTH1 gene in the normal yeast strain but not in the sigma strain of S. cerevisiae. These results suggest that NTH1 gene expression is regulated by TOR pathway and also by Ras-cAMP pathway in yeast.