Разделение фаз в мембранах дрожжей зависит от температуры культивирования

В стационарной фазе роста мембрана вакуоли дрожжей формирует зоны, или домены с разным составом. Новое исследование показало, что этот процесс происходит за счет разделения фаз и зависит от температуры, при которой растут дрожжи, и состава мембраны.

Credit:
Luther Davis/Alexey Merz/University of Washington | Пресс-релиз

Рост дрожжей в культуре сопровождается перестройками мембран вакуолей. Цикл начинается со стадии быстрого роста, который замедляется, когда глюкоза в среде истощается. На этой стадии мембраны вакуолей остаются целыми, но разделяются на особые зоны, или домены с разным составом и размером около микрона. Эти домены необходимы для выживания дрожжевых клеток, поскольку они играют роль в перегруппировках мембранных белков, которые участвуют в сигнальном пути TORC1. В недавнем исследовании американских ученых, опубликованном в PNAS, сообщается, что разделения мембран вакуолей на домены представляет собой фазовый переход, в значительной мере зависящий от температуры.

Ученые наблюдали за поведением вакуолей, сшив мембранный белок Vph1 с зеленым флуоресцентным белком (GFP). Авторы показали, что домены формируются при культивировании, но процесс обратим, и домены исчезают при строго определенной температуре Tmix. Так, при температуре культивирования 30°C Tmix составляет 47±0,4°C . Это свидетельствует о физиологической значимости фазового перехода. Более того, Tmix линейно зависит от температуры культивирования, она всегда примерно на 15°C выше.

Формирование доменов после перехода к новой температуре культивирования занимает больше часа. Клетки культивировали при одной температуре, потом нагрели до Tmix . Через час домены так и не появились, даже когда температура была подходящей для дрожжей. Примечательно, что на стадии логарифмического роста культуры мембраны вакуолей не образуют домены даже при резком скачке температуры в сторону более низкой (от 30°C до 5°C).

Склонность мембран вакуолей к фазовому переходу с образованием доменов зависит от содержания эргостерола: чем его доля в мембране ниже, тем легче мембраны образуют домены. Обработка дрожжевых клеток в логарифмической фазе роста метил-β-циклодекстрином, который понижает содержание эргостерола в мембранах, привела к тому, что домены появились в 40% клеток.

Авторы исследования отмечают, что клеточные механизмы, влияющие на фазовый переход в мембранах вакуолей, остаются неизвестными. Предположительно, клетки регулируют состав мембран.

Источник

Chantelle L. Leveille, et al. Yeast cells actively tune their membranes to phase separate at temperatures that scale with growth temperatures // PNAS, Published January 25, 2022 119 (4), e2116007119, DOI: 10.1073/pnas.2116007119

Добавить в избранное