Réseaux fonctionnels impliqués dans la biosynthèse de la paroi cellulaire et dans la voie des isoprénoïdes chez la levure Saccharomyces cerevisiae

Functional Networks Involved in Cell Wall Biosynthesis and the Isoprenoid Pathway in the Yeast Saccharomyces cerevisiae

• Auteur / Autrice : Klaudia Kuranda
• Direction : Jean-Marie François
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie et catalyse industrielles
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Caféine

Paroi cellulaire

Mots clés libres

Biosynthèse des isoprénoides

Résumé

Ce travail porte sur la réponse de la levure à des composés chimiques, qui de manière similaire aux antifongiques, altèrent la structure pariétale et/ou la biosynthèse de l'ergostérol. Ces deux voies sont essentielles pour la survie des champignons, la paroi les protège de leur environnement, alors que l'ergostérol garantit un fonctionnement correct de la membrane plasmique. Pour comprendre ces mécanismes et leurs interactions, nous avons choisi un organisme modèle, la levure Saccharomyces cerevisiae, et étudié sa réponse à des agents perturbant la synthèse de la paroi (populacandine B, rouge Congo, caféine et Calcofluor White), ainsi qu'à des inhibiteurs de la biosynthèse de l'ergostérol (lovastatine et acide zaragozic). Nous avons découvert que la caféine inhibe Tor1p et provoque une baisse rapide et transitoire du niveau intracellulaire en AMPc. Nous avons ainsi montré que Rom2p, un élément de la voie du maintien de l'intégrité pariétale, agit sous l'effet de la caféine comme une protéine ''pivot'' en transmettant le signal à la kinase Mpk1, mais également à la voie de signalisation de l'AMPc. La caféine a induit un ''renforcement'' de la paroi mais, contrairement aux autres drogues testées, cet effet ne s'exerce pas à travers une interaction directe. En effet, ce remodelage ne se produit pas à travers la voie habituelle Rlm1p, mais nécessite d'autres facteurs de transcription comme Crz1p, Swi4p et Msn2/4p. Ces résultats nous ont permis d'identifier de nouvelles relations entre les voies de maintien de l'intégrité pariétale, TOR, et la cascade de signalisation de l'AMPc, qui exercent un contrôle synergique sur la croissance des champignons en réponse aux stress

This work is focused on the fungal response to the chemical compounds, which similarly to antifungal drugs, impair the cell wall or ergosterol biosynthesis. Both examined pathways are essential for survival of fungi. The cell wall protects them from the harmful environment whereas ergosterol ensures correct functioning of the plasma membrane. For investigation of those pathways, we chose the genetically tractable fungus, the yeast Saccharomyces cerevisiae, and studied its response to the cell wall damaging agents, i. E. Papulacandin B, Congo red, Calcofluor white and caffeine, and to the inhibitors of the ergosterol biosynthesis like lovastatin and zaragozic acid. A novel function of caffeine was discovered to inhibit Tor1p and to cause a rapid but transient decrease in the intracellular level of cAMP. We have identified Rom2p, a component of the cell wall integrity pathway, as a pivotal protein mediating caffeine-derived signaling to Mpk1 kinase as well as to the cAMP signaling pathway. Caffeine induced strengthening of the cell wall but, in contrast to other tested drugs, this effect was not exerted through a direct interaction with the cell wall structure. Moreover, the caffeine-induced remodeling of the cell wall did not occur through the usual Rlm1p-mediated way but it required some other transcription factors like Crz1p, Swi4p and Msn2/4p. Altogether, we report here a number of results that bear on the relationship between the cell wall integrity, the TOR pathway and the cAMP signaling cascade that together control the growth of the fungal cell in response to stressing conditions