Regulación por la luz de la localización y estabilidad de la proteina VE-1 durante el desarrollo de Neurospora crassa

Resumen

Neurospora crassa es un hongo ascomiceto utilizado como modelo para el estudio de la fotobiología. La luz se percibe a través del complejo White Collar (WCC), un complejo dependiente de la luz que actúa como factor de transcripción regulando la expresión de genes. El genoma de N. crassa también contiene genes para fotorreceptores secundarios: dos genes de fitocromos (phy-1 y phy-2), uno de criptocromo (cry-1) y uno de opsina (nop-1). Además, el genoma de Neurospora contiene un homólogo del gen veA de Aspergillus nidulans, denominado ve-1. Las mutaciones de veA en A. nidulans producen una conidiación constitutiva que es independiente de la luz, y la proteína VeA forma un complejo con fotorreceptores de luz azul y roja. El mutante Δve-1 de N. crassa tiene defectos en el crecimiento de las hifas aéreas, en la producción de conidios y en la producción de carotenos. En esta Tesis Doctoral se ha estudiado el papel de la proteína VE-1 durante las distintas etapas del desarrollo asexual. VE-1 es una proteína de 554 aminoácidos que presenta un dominio Velvet muy conservado en hongos, un dominio PEST de regulación de la estabilidad de proteínas y un dominio de señalización nuclear (NLS). Hemos caracterizado la expresión de ve-1 y la acumulación de VE-1 tras la iluminación y durante el desarrollo asexual. Se observó un pequeño aumento en la acumulación de ARNm de ve-1 después de la exposición a la luz en el micelio vegetativo, pero que no observamos cambios significativos en la acumulación de VE-1. La deleción de ve-1 da lugar a la disminución de la acumulación de ARNm de varios genes fotoinducibles como wc-1, vvd, frq y los genes de la carotenogénesis al-1, al-2, al-3 y cao-2. También hemos investigado la localización celular de VE-1 bajo diferentes condiciones de luz y durante la conidiación, y hemos observado que VE-1 está preferentemente localizado en el núcleo en todas las condiciones, pero que también se detecta en el citoplasma. Durante el desarrollo asexual únicamente hay acumulación de VE-1 en micelio aéreo cultivado en luz y no se detecta en oscuridad. Además, en el mutante Δwc-1 no se detecta VE-1 ni en luz ni en oscuridad lo que nos indica que la acumulación de VE-1 durante la conidiación depende de la luz. Al investigar la acumulación de ARNm de ve-1 en las mismas condiciones de conidiación hemos observado que no se corresponde con la acumulación de proteínas, ya que se detecta ARNm de ve-1 en micelio aéreo tanto en luz como en oscuridad. Esta diferencia podría deberse a modificaciones postranscripcionales, por lo que hemos estudiado la degradación de VE-1 a través de laruta ubiquitina/proteasoma. Nuestros resultados en los experimentos de adición de CHX, una droga que inhibe la síntesis de proteínas, indican que la estabilidad de VE-1 depende de la luz. Para identificar el mecanismo que participa en la degradación hemos estudiado la estabilidad de VE-1 en mutantes del signalosoma (complejo regulador de la ligasa de ubiquitina) y en el mutante en FWD-1 (adaptador del sustrato a la ligasa de ubiquitina). Hemos observado que en estos mutantes aumenta la estabilidad de VE-1 tras la adición de CHX, lo que sugiere que VE-1 interacciona con FWD-1 para su etiquetado con ubiquitina y su degradación en el proteasoma . La regulación por la luz de la degradación de VE-1 a través de la ruta del proteasoma y de las interacciones con FWD-1 podría ser clave en la regulación del desarrollo de los conidios en N. crassa. Los resultados obtenidos durante la realización de esta Tesis Doctoral han permitido avanzar en el conocimiento del papel de la proteína VE-1 en Neurospora crassa durante el desarrollo vegetativo y la conidiación.