Función de la separasa en la regulación de la morfología nuclear

La separasa es una proteína que desempeña un papel clave en mitosis al facilitar la segregación cromosómica mediante la escisión de la cohesina. Además, regula otros procesos esenciales, como la activación de la fosfatasa Cdc14 o la elongación del huso mitótico. Sin embargo, a pesar de la importancia de la separasa en mitosis, aún no se conocen todas sus funciones ni todos los mecanismos que regulan su actividad. En esta tesis doctoral, se empleó la levadura de gemación Saccharomyces cerevisiae como modelo. Un rastreo genético previo, permitió identificar mutantes supresores del alelo termosensible esp1-2, con el objetivo de encontrar posibles sustratos de la separasa. A partir de ese estudio, se validó la mutación pah1-E183K como supresora del fenotipo de esp1-2 a temperatura semi-restrictiva, lo que permitió explorar la relación entre la separasa y la proteína Pah1. Pah1 es una fosfohidrolasa de ácido fosfatídico (PA) que cataliza la conversión de PA en diacilglicerol (DAG), un intermediario clave en la síntesis de fosfolípidos y triacilglicéridos (TAG). Pah1 se regula por fosforilación y coordina la respuesta celular, promoviendo la formación de gotas lipídicas en ausencia de nutrientes o la síntesis de fosfolípidos para formar nueva membrana en presencia de nutrientes. A través del análisis de mutantes pah1, nuestros resultados indican que la mutación pah1-E183K provoca una pérdida de función de la proteína. Esto se demuestra en el estudio del mutante supresor, ya que observamos una disminución en la formación de gotas lipídicas (LD) y membranas nucleares aberrantes con acumulación de PA. Por otro lado, también demostramos que la separasa regula la elongación de la envoltura nuclear, ejerciendo un posible efecto inhibitorio sobre la actividad de Pah1. Esto se observa en el estudio del mutante termosensible esp1-2, en el cual detectamos una reducción en la fosforilación de Pah1, un aumento de la formación de LD y la falta de elongación nuclear. Esta regulación de la separasa sobre Pah1 probablemente se lleve a cabo a través de la fosfatasa PP2A-Cdc55, que es regulada negativamente por la separasa en mitosis. Un mutante Δcdc55 muestra un incremento en la fosforilación de Pah1 en mitosis y deformaciones aberrantes de la envoltura nuclear. Además, nuestros hallazgos muestran que la quinasa Cdc28 desempeña un papel importante en la regulación de la morfología nuclear, ya que su inactivación favorece la forma desfosforilada y activa de Pah1, lo que da lugar a núcleos perfectamente esféricos. Por tanto, cuando la separasa se activa en la transición metafase-anafase ejerce su regulación sobre PP2A-Cdc55, inhibiendo su actividad y promoviendo la forma fosforilada e inactiva de Pah1, que a su vez favorece un pulso de síntesis de fosfolípidos, permitiendo la elongación de la envoltura nuclear durante la anafase. Estos hallazgos amplían el conocimiento sobre la función de la separasa, sugiriendo un nuevo papel en la regulación de la dinámica nuclear y la homeostasis lipídica. Además, la interacción funcional entre la separasa y Pah1 abre nuevas líneas de investigación, con potenciales implicaciones en enfermedades relacionadas con alteraciones en la regulación lipídica y la división celular.