Changes in domain organization of the plasma membrane in the stress response

Abstract

MCC/eisosomes are yeast plasma membrane microdomains that respond to changes in both extracellular and intracellular conditions and activate important stress-related signaling pathways. In this study, we investigated the function of MCC/eisosomes under the conditions of chronic glucose depletion. We found that MCC/eisosomes regulate mRNA decay under these conditions. Specifically, we demonstrated that the sequestration of the evolutionarily conserved Xrn1 exoribonuclease at MCC/eisosomes leads to the attenuation of its enzymatic activity. Modulation of activity by the enzyme localization may represent a novel and effective mechanism in regulation of biochemical pathways. Moreover, our results suggested that an MCC protein Nce102 might play a role in vacuolar fusion and lipid droplets degradation. We demonstrated that prolonged chronic glucose depletion induces the translocation of Nce102 from MCC to sterol-enriched microdomains in the vacuolar membrane. Deletion mutants lacking Nce102 and its functional homologue Fhn1 exhibited significant delay in vacuole maturation and in turnover of a lipid droplet marker Erg6. The function of MCC/eisosomes in the stress response have been demonstrated in many fungal species. Similar to the microdomain function, also individual protein components of...

MCC/eisosomy jsou mikrodomény kvasinkové plasmatické membrány. MCC/eisosomy vnímají změny extracelulárních a intracelulárních podmínek a aktivují důležité signální dráhy, které odpovídají na stres. V této studii jsme zkoumali funkci MCC/eisosomů za podmínek chronického nedostatku glukózy. Ukázali jsme, že za těchto podmínek MCC/eisosomy regulují degradaci mRNA. Konkrétně, sekvestrace evolučně konzervované exoribonukleázy Xrn1 na MCC/eisosomech vede ke snížení její enzymatické aktivity. Modulace enzymatické aktivity pomocí lokalizace enzymu může představovat nový a efektivní způsob regulace biochemických drah. Naše výsledky také naznačují, že MCC protein Nce102 může hrát úlohu ve fúzi vakuol a v degradaci lipidových partikulí. Odhalili jsme, že dlouhodobý nedostatek glukózy indukuje translokaci proteinu Nce102 z MCC mikrodomény do vakuolárních membránových mikrodomén bohatých na steroly. Mutanty, kterým chybí protein Nce102 a jeho funkční homolog Fhn1, vykazují signifikantní zpoždění v maturaci vakuol a v turnoveru markeru lipidových partikul, proteinu Erg6. Funkce MCC/eisosomů v stresové odpovědi jsou zdokumentované ve velkém množství kvasinkových druhů. Podobně jako funkce těchto mikrodomén jsou i jednotlivé proteinové komponenty MCC/eisosomů evolučně konzervované. Abychom hlouběji...