Регуляция остановки и возобновления клеточного цикла
В присутствии половых феромонов происходит временная остановка клеточного цикла на стадии G1 , которая предположительно, как и возобновление клеточного деления, связана с инактивацией и активацией серин-треониновой протеинкиназы CDC28p и осуществляется специальными системами. Мутанты cdc28 относятся к классу 1 мутантов "Старта" . При взаимодействии с феромонами протеинкиназа CDC28p инактивируется ( Mendenhall et al., 1987 ).
Половые феромоны ингибируют аденилатциклазу ( Liao, Thorner, 1980 ). Подавление функции фосфодиэсперазы , приводящее к повышению концентрации цАМФ , нарушает копуляцию ( Liao, Thorner, 1981 ). У мутантов cdc35 и cdc25 нарушена способность к копуляции при рестриктивной температуре. Сопоставление этих наблюдений позволяет предположить, что для восприятия сигнала о наличии феромона необходимо кратковременное повышение концентрации внутриклеточного цАМФ.
Остановка и возобновление деления зависят также от функции циклинов . Делеции гена CLN3 приводят к удлинению фазы G1 и увеличению чувствительности к alfa-фактору . Как предполагают, эта модификация реакции копуляции связана с понижением активности белка CDC28p. Гиперэкспрессия гена CLN3 ведет, наоборот, к сокращению стадии G1 и уменьшению чувствительности к половым феромонам ( Cross, 1988 ; Nash et al., 1988 ).
Функцию гена CLN3, как предполагается, регулируют гены KSS1 и FUS3 . Ген KSS1 был выявлен по способности супрессировать при гиперэкспрессии мутацию sst2 . Эта мутация приводит к неспособности возобновлять деление в присутствии полового феромона ( Chan, Otte, 1982 ). Ген KSS1 кодирует протеинкиназу KSS1p . В отсутствии гена CLN3 эффект гиперэкспрессии гена KSS1 не проявляется. В отсутствии продукта гена KSS1 эффект гиперэкспрессии гена CLN3 проявляется. Следовательно, гены KSS1 и CLN3 участвуют в одном пути регуляции, и ген CLN3 действует позже гена KSS1, возможно, ген KSS1 - активатор гена CLN3 ( Courchesne et al., 1989 ).
В остановке клеточного деления на стадии G1 принимает также участие ген FUS3 ( Elion et al., 1990 ). Мутант по этому гену был отбран по признаку нарушения плазмогамии в скрещиваниях мутантов fus1 и fus2. У мутантов fus3 не происходит остановки клеточного цикла на стадии G1, но проявляется реакция копуляции (изменение клеточной морфологии, образование зигот с клетками дикого типа). Оказалось, что нуллиморфы FUS3 не способны не только к остановке клеточного цикла, но и к реакции копуляции. Поэтому авторы заключили, что ген FUS3 необходим одновременно для подавления генов клеточного цикла и индукции генов, специфичных для копуляции. Анализ аминокислотной последовательности свидетельствует о том, что FUS3р - гомолог белков CDC28p, KSS1p и является серин-треониновой протеинкиназой. Предполагается, что протеинкиназа FUS3p может инактивировать CDC28p непосредственно, или влиять на ее активность опосредованно, регулируя функцию CLN3p . Дизрупция гена CLN3 приводит к подавлению клеточного цикла на стадии G1 у мутантов fus3. Авторы предполагают, что белок FUS3p , по аминокислотной последовательности близкий к KSS1p , может быть антагонистом KSS1p, инактивирующим CLN3p.
