The role of CSL proteins in oxidative stress response of Schizosaccharomyces pombe

Abstract

Oxidativní stres představuje komplexní a intenzivně studovaný fenomén, který je úzce spjat s řadou lidských onemocnění a procesem stárnutí u široké škály organizmů. V nedávné době bylo popsáno velké množství klíčových buněčných regulátorů včetně signální dráhy Notch jako proteinů reagujících na redoxní stav buňky. V této práci jsme popsali roli proteinů CSL (CBF1/Su(H)/LAG-1), efektorů signální dráhy Notch u živočichů, v odpovědi na oxidativní stres u kvasinky Schizosaccharomyces pombe. S. pombe obsahuje dva paralogy proteinů CSL, Cbf11 a Cbf12, které fungují antagonisticky při regulaci buněčného cyklu a adheze. Oba proteiny jsou schopny vázat kanonický CSL element a aktivovat transkripci, takže fungují jako pravé transkripční faktory CSL. Zjistili jsme, že kmen postrádající gen cbf11 je rezistentní vůči peroxidu vodíku ale ne vůči menadionu, zdroji superoxid anion radikálu. Analýzou genetických interakcí u dvojitých deletantů jsme odhalili, že rezistence mutanta Δcbf11 je závislá na přítomnosti antioxidačních enzymů katalázy a sulfiredoxinu. Geny kódující tyto enzymy jsou pod transkripční kontrolou signální dráhy MAP kinázy Sty1 a transkripčního faktoru Pap1, které jsou také nezbytné pro rezistenci buněk Δcbf11. Cbf12 pravdepodobně hraje pouze minoritní roli v odpovědi na oxidativní stres, nicméně...

Oxidative stress represents a complex and intensely studied phenomenon tightly linked to a range of human diseases, and to aging in many organisms. A plethora of key cellular regulators, including the Notch signaling pathway, have been recently described to respond to the cellular redox status. We have characterized the role of CSL (CBF1/Su(H)/LAG-1) proteins, the effectors of Notch signaling pathway in metazoa, in oxidative stress response in fission yeast. Schizosaccharomyces pombe contains two CSL paralogs, Cbf11 and Cbf12, that have antagonistic functions in the regulation of cell cycle and cellular adhesion. Both proteins are able to bind the canonical CSL motif and activate transcription and, thus, function as genuine CSL transcription factors. We have determined that the strain lacking cbf11 is resistant to hydrogen peroxide but not to menadione, a source of superoxide anion radical. Using double knock-outs to assess genetic interactions we have revealed that the resistance of cbf11 knock-out is dependent on the antioxidants catalase and sulfiredoxin. Genes encoding these antioxidants are under transcriptional control of the Sty1 MAP kinase pathway and the Pap1 transcription factor which are also required for the resistance of Δcbf11 cells. Cbf12 is believed to play only a minor role in...