Индукция споруляции в зависимости от условий внешней среды
На основании наблюдений фенотипа мутантов по генам RAS-CYR1 системы высказано предположение, что индукция споруляции происходит при понижении концентрации внутриклеточного цАМФ и снижении активности цАМФ-зависимой протеинкиназы . В случае мутаций, вызывающих понижение концентрации внутриклеточного цАМФ ( cdc25 , cdc35 , ras2 ) и подавление активности цАМФ-зависимой протеинкиназы, осуществляется споруляция в присутствии глюкозы и азота. Мутации, вызывающие постоянную активацию цАМФ-зависимой протеинкиназы ( bcy1 или RASval19 ), приводят к неспособности спорулировать даже в отсутствии глюкозы и азота ( Toda et al., 1985 ; Tatchell et al., 1985 ; Matsumoto et al., 1983 ; Shilo et al., 1978 ).
Подтверждением этой гипотезы служат данные о том, что экспрессия генов IME1 и IME2 зависит от функции гена RAS2 . Гиперэкспрессия гена IME1 на мультикопийной плазмиде приводит к споруляции у мутантов bcy1 или гетерозигот по RAS2val19. У мутантов ras2 экспрессируется ген IME2 ( Kassir, 1990 ; Smith, Mitchell, 1989 ; Kassir et al., 1988 ).
Если индукция споруляции зависит только от снижения активности цАМФ-зависимой протеинкиназы, то делеция генов ТРК (кодирующая каталитическую субъединицу протеинкиназы) автоматически должна приводить к споруляции. Тем не менее при такой делеции у мутантов bcy1 восстанавливается способность спорулировать на селективной, но не полной среде ( Cameron et al., 1988 ). Следовательно, можно предположить, что цАМФ-зависимая протеинкиназа участвует в остановке клеточного деления, но для индукции споруляции существует дополнительный путь.
Есть данные о том, что этот второй путь связан с действием генов cdc25 и cdc35 . В гене cdc25 обнаружена область, необходимая для споруляции, при делеции которой уровень активности каталитической субъединицы цАМФ-протеинкиназы не меняется, т. е. делеция не влияет на передачу сигнала об изменении внутриклеточной концентрации цАМФ. Стрессовая реакция на термошок и голодание сохраняется, но нарушена индукция споруляции ( Munder et al., 1988 ). Авторы предположили, что ген cdc25 принимает участие в цАМФ-независимом контроле споруляции, взаимодействуя с родственными RAS-белкам продуктами генов RHO1 и YPT1 . Показано, что эти гены принимают участие в индукции споруляции ( Madaule et al., 1987 ; Segev, Botstein, 1987 ; Schmitt et al., 1986 ).
В аденилатциклазе также имеется домен, с которым, по-видимому, взаимодействует белок - усилитель сигнала споруляции, отличный от RAS-белков. При отсутствии N-терминального домена аденилатциклаза перестает реагировать на сигналы из окружающей среды, индуцирующие споруляцию. Концентрация внутриклеточного цАМФ у таких мутантов не снижена, а, следовательно, и не нарушена функция А-киназы ( Uno et al., 1990 ).
Возможно, один путь сигнализирует о голодании по глюкозе и приводит к остановке клеточного деления , другой - о голодании по азоту и непосредственно запускает программу споруляции. Эту точку зрения подтверждают данные исследования промотора гена IME1 . В нем обнаружены четыре области : две URS, одна - регулируемая геном RME1 , другая - глюкозой, и две UAS - регулируемые азотом ( Segev, Botstein, 1987 ). Следовательно, должно существовать два пути регуляции гена IME1 сигналами из внешней среды. Ген IME1, который, как уже было сказано, влияет на несколько генов (в том числе IME2 ), может, следовательно, регулировать две системы: остановки деления и индукции споруляции (подобно регулятору плазмогамии белку FUS3 ).
Возможно также, что кроме гена IME1 существуют и другие индукторы споруляции, зависимые от условий внешней среды ( Kassir, 1990 ).
