Переход к стационарному состоянию и стрессовой реакции
Показано, что возникновение термотолерантности и переход в G0 регулируются посредством внутриклеточного цАМФ . При действии термошока происходит кратковременная остановка клеточного цикла на стадии G1 . Ее регуляция, весьма вероятно, зависит от генов " Старта ". Переход в G0 возможен только у мутантов cdc25 и cdc35 , но не cdc28 ( Iida, Yahara, 1984 ). Остановка под действием alfa-фактора (на той же стадии, что и у мутантов cdc28) и на более поздних стадиях не приводит к возникновению термотолерантности, ее индуцирует только действие фенантролина, стимулирующее переход в G0 ( Barnes et al., 1987 ). Эти опыты свидетельствуют о том, что при переходе в стационар и при возникновении термотолерантности действует общий механизм, регулируемый белками CDC35p , CDC25p и A-киназой .
Дополнительно это подтверждает фенотип мутантов по генам, регулирующим концентрацию внутриклеточного цАМФ. Мутации по аденилатциклазному гену (cdc35) приводят к термотолерантности, запасению углеводов: так называемому "репрессированному" фенотипу ( Matsumoto et al., 1982 ). Были отобраны мутанты с устойчивостью к термошоку, шоку под действием этанола и облучения УФ-светом, которые возникли вследствие инсерции Ту в ген CDC35, что привело к снижению активности аденилатциклазы ( Iida, Yahara, 1984 ). Аналогичный фенотип имеют мутанты по генам cdc25, ras2 ( Martegani et al., 1986 ; Tatchell et al., 1985 ; Kataoka et al., 1984 ). Для мутаций, повышающих концентрацию внутриклеточного цАМФ ( bcy1 , RAS2val19), характерен "депрессированный" фенотип: отсутствие запасных углеводов, чувствительность к голоданию и термошоку , неспособность расти на неферментируемых источниках углерода ( Cannon, Tatchell, 1987 ; Toda et al., 1987 ).
При исследовании синтеза термошоковых белков HSP70p обнаружили, что у мутантов cdc35 они синтезируются конститутивно, а у bcy1 репрессированы ( Shin et al., 1987 ). цАМФ регулирует транскрипцию гена UBI4 ( Tanaka et al., 1988 ), гена HSP12 ( Praekelt, Meacock, 1990 ). Показано, что у мутантов bcy1 невозможна индукция гена SSАЗ . У мутантов cyr1 , растущих в присутствии экзогенного цАМФ, не происходит индукции гена SSA3, при удалении цАМФ из среды накапливаются транскрипты этого гена ( Werner-Washburne et al., 1989 ). Следовательно, A-киназа прямо или опосредованно инактивирует общую стрессовую систему.
Вместе с тем имеются данные о цАМФ-независимом пути индукции стрессовой системы, и о существовании двойного контроля экспрессии генов, участвующих в регуляции термошока и перехода в стационар. Получены мутации RAS2HPR, приводящие к повышению концентрации внутриклеточного цАМФ и одновременно к термотолерантности - за счет индукции системы протеолиза ( Madura, 1990 ). Подробно исследована транскрипция генов UBI4 и SSA3, необходимых и при термошоке, и при споруляции . Как было сказано, их транскрипцию регулирует экзогенный цАМФ, но у мутанта cdc35 при термошоке ген UBI4 экспрессировался и в отсутствие цАМФ ( Tanaka et al., 1988 ). У мутантов bcy1 индукция гена SSA3 в нормальных условиях-при переходе к стационарной фазе не происходит, но возможна при термошоке ( Werner-Washburne et al., 1989 ). Промотор гена SSA3 содержит как сайт активации экспрессии в стационаре, так и сайт активации экспрессии при термошоке.
В прмоторе гена СТТ1 (кодирует каталазу Т , индуцируемую при термошоке и голодании) есть области, необходимые для цАМФ- зависимой и цАМФ-независимой индукции в условиях голодания по азоту, фосфору или сере, или при избытке кислорода ( Belazzi et al., 1990 ).
Таким образом, существует группа генов, которые индуцируются в ответ на различные стрессовые сигналы, но пути их активации различны. Вероятно, цАМФ-опосредованный тип регуляции осуществляется при голодании. Сигналом служит, вероятно, голодание по глюкозе, поскольку оно также влияет на синтез белков, как и переход в стационар ( Bouchcherie, 1985 ). Другие типы стресса (термошок, иные виды голодания), действуют на иные системы передачи сигналов из внешней среды, не связанные с синтезом цАМФ, компонентами которых могут быть белки RASp (судя по термотолерантности мутанта RAS2HPR). Очевидно, активация белков RASp одним фактором должна обеспечивать устойчивость и к другим.
