Sum1p repression of SPS18 under oleic acid-medium conditions

Ziel des vorliegenden Projekts mit einjähriger Laufzeit ist es zunächst die Rolle des Transkriptionsfaktor Sum1p aus Hefe bei der Regelung von SPS18 über ein residentes Mid-Sporulations Element MSE in seinem Promotor zu untersuchen. Die Identität von SPS18 ist noch nicht klar, aber es teilt seine Promotor-Region mit dem durch Ölsäure induzierbaren Gen SPS19, das für die peroxisomale 2,4-Dienoyl-CoA Reduktase kodiert, die an der ß- Oxidation von Fettsäuren beteiligt ist. Obwohl beide Gene in sporulierenden, diploiden Zellen transkribiert werden, wird im Gegensatz zu SPS18 nur SPS19 in haploiden, auf Fettsäure wachsenden Zellen sehr stark exprimiert. Ölsäure-abhängige Transkription von SPS19 ist zum Teil auf ein Oleate Response Element ORE zurückzuführen, das Pip2p-Oaf1p bindet, welches den molekularen Sensor für Fettsäuren im Wachstumsmedium darstellt. Zusätzlich unterliegt das Gen einer Regulation durch eine Typ 1 Upstream Activation Sequence UAS1, die von dem Transkriptionsfaktor Adr1p gebunden wird, der wiederum bei Glukoseknappheit für die Derepression der Gene verantwortlich ist. Frühere Ergebnisse, die mit Hilfe eines Satzes von lacZ-Reportergenen mit "Window" Deletionen im SPS18/SPS19 Promotor gewonnen wurden, identifizierten ein MSE enthaltendes, SPS18- unterdrückendes Fragment. Unter vegetativen Bedingungen stellen bestimmte MSEs Ziele für den Sum1p Repressor - in Kombination mit Hst1p - dar. Die vorliegende Studie schlägt vor die Kernfrage zu untersuchen, ob Sum1p in Kombination mit Hst1p die Wirkung hat, SPS18 vor Ölsäure-abhängiger SPS19 Aktivierung zu schützen, indem es als Repressor am MSE agiert. Diese Studien beabsichtigen nicht nur detaillierte Einsichten in den Regulationsmechanismus des divergenten SPS18/SPS19 Promotors zu gewinnen, sondern sie könnten darüber hinaus zur Identifizierung neuartiger Schaltsysteme führen, die eine unidirektionale transkriptionale Aktivierung im kompakten Genom der Hefe gewährleisten.

Das Sporulations-spezifische Gen SPS18 teilt ein gemeinsames Promotorgebiet mit dem Ölsäure-induzierbaren Gen SPS19. Beide Gene sind in sporulierenden diploiden Zellen - obgleich ungleichmäßig zu Gunsten SPS18 - transkribiert, während in haploiden Zellen, die auf Fettsäuren gewachsen sind, nur SPS19 hochaktiviert ist. Hier übertrug SPS19 ORE Aktivierung auf ein basales CYC1-lacZ Reporter-Gen in beiden Orientierungen gleichermaßen, aber eine Promoter-Analyse mit einem SPS18-lacZ Reporter Konstrukt mit eingebauten Deletionen hat ein unterdrückendes Fragment identifiziert, das ein mittleres Sporulations-Element (MSE) zu enthalten schien. Letzteres könnte in Ölsäure-induzierten Zellen daran beteiligt sein, eine Richtungsabhängigkeit zu SPS19 aufzuzwingen. In sporulierenden Diploiden rekrutieren MSEs den Ndt80p Transkriptionsfaktor für Aktivierung, während unter vegetativen Bedingungen der Sum1p Repressor in Vereinigung mit Hst1p und Rfm1p bestimmte MSEs als Ziel hat. Quantitative Echtzeit Polymerase Kettenreaktion hat demonstriert, dass in haploiden sum1Δ, hst1Δ oder rfm1Δ Zellen, im Vergleich zur Rate in Wildtypzellen die Ölsäure- abhängige Expression von SPS18 höher war. Im sum1Δ Mutanten wurde diese Wirkung jedoch durch Abwesenheit von Oaf1p oder Pip2p verringert. Wir schließen daraus, dass SPS18 MSE ein funktionelles Element darstellt, indem es die Expression von sowohl SPS18 als auch von SPS19 unterdrückt, und damit eine Komponente eines Beschränkungsmechanismus ist, der SPS18 vor einer dramatischen Zunahme von ORE-abhängiger Transkription von SPS19 in Ölsäure-gewachsenen Zellen abschirmt.