Estudi dels mecanismes de la regulació de l'homeostasi iònica: Anàlisi fisiològica i transcriptómica del mutant hal4hal5 de Saccharomyces cerevisiae.

         ?L'homeostasi de la concentració cel·lular d'ions és una propietat fonamental de les cèl·lules vives. Molts paràmetres fisiològics importants com el volum cel·lular, la turgència, el pH intracel·lular, la força iònica o la concentració interna de cations depenen de la regulació dels sistemes de presa i sortida dels principals cations monovalents: protons, sodi i potassi. El potassi, principal catió intracel·lular en plantes i molts microorganismes, es reté de forma activa, pel qual està present en l'interior de les cèl·lules a altes concentracions, sent el principal determinant de molts dels paràmetres fisiològics anteriorment esmenats. El llindar de toxicitat d'altres cations monovalents com el sodi o el liti és molt més baix que el del potassi, pel que s'ha d'evitar la seva acumulació al citoplasma per protegir enzims essencials i sensibles. Les cèl·lules eucariòtiques empren el transport actiu primari, mitjançant ATPasas de tipus P, i el transport secundari, intervingut per canals i cotransportadors, per mantenir altes concentracions de potassi essencial per a les cèl·lules, i baixes concentracions de sodi, que pot tenir efectes tòxics. Al llevat Saccharomyces cerevisiae el principal sistema de presa de potassi està codificat pels gens TRK1 i TRK2.
         
         El treball presentat se centra en l'estudi de dues proteïnes quinases, Hal4 i Hal5. La sobre-expressió dels gens HAL4 i HAL5 millora la tolerància de les cèl·lules de llevat a cations tòxics com el sodi o el liti, mentre que al contrari, la seva disrupció produeix hipersensibilitat a aquests cations. S'ha comprovat que aquests efectes són dependents del sistema de transport de potassi Trk1-Trk2, i tot sembla indicar que aquestes dues quinases funcionen com activadors d'aquest sistema, augmentant l'entrada de potassi a les cèl·lules, i per tant, fent decréixer el potencial de membrana. Aquesta disminució del potencial de membrana també redueix la presa de cations tòxics, i d'aquesta forma millora la tolerància a salinitat de les cèl·lules.

         Al llarg d'aquest treball s'han estudiat els diferents fenotips que presenten cèl·lules amb la mutació dels gens HAL4 i HAL5. S'han realitzat mesures dels nivells interns de potassi, del pH intracel·lular, de presa d'aminoàcids, s'ha realitzat un estudi transcriptómic del mutant hal4hal5, i s'ha tractat d'esbrinar com actuen les quinases Hal4 i Hal5 sobre el sistema de transport de potassi Trk1-Trk2. També s'ha descobert una relació entre aquestes dos proteïnes quinases i un grup de diferents transportadors de la membrana plasmàtica, posant de manifest que, probablement, Hal4 i Hal5 exerceixen altres funcions independents de les relacionades amb el transport de potassi a les cèl·lules. Concretament, s'ha observat que aquestes dues proteïnes quinases són necessàries per a l'estabilitat a la membrana plasmàtica d'algunes proteïnes dedicades al transport d'ions i nutrients.
         
         En conclusió, s'ha identificat un nou mecanisme de regulació de proteïnes transportadores de la membrana plasmàtica, que afecta tant l'homeostasi iònica com la presa de nutrients del medi.