Identificación y caracterización de reguladores del control de calidad mitocondrial en Saccharomyces cerevisiae

Abstract

[ES] La mitofagia es un tipo específico de autofagia que tiene un papel esencial en el mantenimiento de la homeostasis mitocondrial. Es además un proceso que asegura el mantenimiento de la calidad mitocondrial en situaciones de estrés, de hecho, un mal funcionamiento de los mecanismos moleculares implicados en la mitofagia está relacionado con distintas enfermedades en humanos. La levadura Saccharomyces cerevisiae es un sistema modelo muy valorado en la biología molecular de procesos básicos, y una excelente herramienta para el estudio de los procesos mitofágicos. Recientemente se ha encontrado que la adaptación al estrés requiere una activación mitocondrial selectiva, por ejemplo, en el caso del transportador de piruvato Mpc se basa en la regulación coordinada de subunidades específicas del complejo. Además, se ha demostrado que la actividad respiratoria alta y/o la pérdida del potencial de membrana mitocondrial por el tratamiento con valinomicina, aumenta la tasa de degradación de complejos específicos de la cadena de transporte de electrones mitocondrial. Nuestros resultados previos muestran que existen mecanismos de mitofagia selectiva en estas condiciones, y nuestra investigación actual se centra en descifrar los mecanismos moleculares de este proceso. Hasta ahora el estudio de la mitofagia en levaduras se ha centrado casi exclusivamente en la mitofagia inducida por ayuno de nutrientes, mientras que en las células de mamíferos está bien establecido que la mitofagia contrarresta el daño causado por la despolarización de las mitocondrias, y su defecto se asocia a la enfermedad de Parkinson. En este contexto se pretende identificar reguladores del control de calidad mitocondrial. Por un lado, se buscará los reguladores transcripcionales que estén implicados en la reposición de componentes mitocondriales, y además intentaremos identificar aquellas proteínas que participen de forma activa en la mitofagia selectiva.

[EN] Mitophagy is a specific type of autophagy that has an essential role in the maintenance of mitochondrial homeostasis. It is also a process that ensures the maintenance of mitochondrial quality in situations of stress. In fact, a malfunction of the molecular mechanisms involved in mitophagy is related to different diseases in humans. The yeast Saccharomyces cerevisiae is a model highly valued in the molecular biology, and an excellent tool for the study of mitophagic processes. Recently it has been found that stress adaptation requires a selective mitochondrial activation, which in the case of the pyruvate transporter Mpc is based on the coordinated regulation of specific subunits of the complex. High respiratory activity and/or loss of mitochondrial membrane potential by valinomycin treatment, also increases the rate of degradation of specific sub-complexes of the mitochondrial electron transport chain. Our results show that there are mechanisms of selective mitophagy under these conditions, and our currentresearch focuses on deciphering the molecular mechanisms of this process. Before our findings the study of mitophagy in yeast has been almost exclusively focused at starvation induced mitophagy, whereas in mammalian cells it has been well established that mitophagy counteracts the damage caused by the depolarization of mitochondria, and its failure is associated with Parkinson’s disease. In this context, we intend to identify regulators of mitochondrial quality control we will look for transcriptional regulators that are involved in the renewal of mitochondrial components, moreover we will also try to identify those proteins that participateactively in selective mitophagy.