Neo-functionalization in Saccharomyces cerevisiae: a novel Nrg1-Rtg3 chimeric transcriptional modulator is essential to maintain mitochondrial DNA integrity
Por:
Campero-Basaldua C., González J., García J.A., Ramírez E., Hernández H., Aguirre B., Torres-Ramírez N., Márquez D., Sánchez N.S., Gómez-Hernández N., Torres-Machorro A.L., Riego-Ruiz L., Scazzocchio C., González A.
Publicada:
1 ene 2023
Categoría:
Multidisciplinary
Resumen:
In Saccharomyces cerevisiae, the transcriptional repressor Nrg1 (Negative Regulator of Glucose-repressed genes) and the ß-Zip transcription factor Rtg3 (ReTroGrade regulation) mediate glucose repression and signalling from the mitochondria to the nucleus, respectively. Here, we show a novel function of these two proteins, in which alanine promotes the formation of a chimeric Nrg1/Rtg3 regulator that represses the ALT2 gene (encoding an alanine transaminase paralog of unknown function). An NRG1/NRG2 paralogous pair, resulting from a post-wide genome small-scale duplication event, is present in the Saccharomyces genus. Neo-functionalization of only one paralog resulted in the ability of Nrg1 to interact with Rtg3. Both nrg1 and rtg3 single mutant strains were unable to use ethanol and showed a typical petite (small) phenotype on glucose. Neither of the wild-type genes complemented the petite phenotype, suggesting irreversible mitochondrial DNA damage in these mutants. Neither nrg1 nor rtg3 mutant strains expressed genes encoded by any of the five polycistronic units transcribed from mitochondrial DNA in S. cerevisiae. This, and the direct measurement of the mitochondrial DNA gene complement, confirmed that irreversible damage of the mitochondrial DNA occurred in both mutant strains, which is consistent with the essential role of the chimeric Nrg1/Rtg3 regulator in mitochondrial DNA maintenance. © The Author(s), 2023.
Filiaciones:
Campero-Basaldua C.:
Departamento de Bioquímica y Biología Estructural, Instituto de Fisiología Celular Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de Mexico, Mexico
González J.:
Laboratorio de Biología Molecular y Genómica, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de Mexico, Mexico
García J.A.:
Departamento de Bioquímica y Biología Estructural, Instituto de Fisiología Celular Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de Mexico, Mexico
Ramírez E.:
Departamento de Bioquímica y Biología Estructural, Instituto de Fisiología Celular Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de Mexico, Mexico
Hernández H.:
Departamento de Biología, Facultad de Química, UNAM, México City, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de Mexico, Mexico
Aguirre B.:
Departamento de Bioquímica y Biología Estructural, Instituto de Fisiología Celular Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de Mexico, Mexico
Torres-Ramírez N.:
Laboratorio de Microscopía Electrónica Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de Mexico, Mexico
Márquez D.:
Departamento de Bioquímica y Biología Estructural, Instituto de Fisiología Celular Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de Mexico, Mexico
Sánchez N.S.:
Departamento de Genética Molecular, Instituto de Fisiología Celular Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de Mexico, Mexico
Gómez-Hernández N.:
División de Biología Molecular, Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT), SLP, San Luis Potosí, Mexico
Torres-Machorro A.L.:
Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Investigación en Fibrosis Pulmonar, Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias ‘Ismael Cosío Villegas’, Tlalpan, Mexico
Riego-Ruiz L.:
División de Biología Molecular, Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT), SLP, San Luis Potosí, Mexico
Scazzocchio C.:
Department of Life Sciences, Imperial College London, London, SW7 2AZ, United Kingdom
Université Paris-Saclay, CEA, CNRS, Institute for Integrative Biology of the Cell (I2BC), Gif-sur-Yvette, 91198, France
González A.:
Departamento de Bioquímica y Biología Estructural, Instituto de Fisiología Celular Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de Mexico, Mexico
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