Identification of mutations affecting reduced quiescent cell production in starved population of yeast Saccharomyces cerevisiae

Głodzone populacje drożdży złożone są z komórek spoczynkowych (Q) i niespoczynkowych (NQ). Komórki Q charakteryzują się tym, że pomimo zatrzymania cyklu podziałowego zachowują żywotność i mają zdolność do wznowienia swojego podziału kiedy warunki środowiskowe się polepszą. Odróżnia to je od komórek niespoczynkowych (NQ), które nie zatrzymują swojego cyklu komórkowego. Komórki Q wykazują również lepszą odporność na stres związany z długotrwałym głodzeniem niż komórki NQ. Chociaż nadal nie w pełni wiadomo jak przebiega różnicowanie na komórki Q i NQ, potwierdzono istotny udział wielu genów i szlaków metabolicznych. Bardzo dobrym i powszechnie stosowanym modelem w badaniu stanu spoczynku komórek eukariotycznych są drożdże piekarskie Saccharomyces cerevisiae. W niniejszej pracy obiekt badań stanowią klony drożdży otrzymane w eksperymencie selekcyjnym. Badano 36 klonów drożdży produkujących mniej komórek Q, a więcej komórek NQ w trakcie głodzenia niż szczep przodka. Porównano ilościowo zawartość komórek NQ, oraz analizowano sekwencje DNA szczepów pod względem nagromadzonych spontanicznych mutacji. W klonach w wyższej zawartości komórek NQ mutacje najczęściej dotyczyły genów szlaku wykrywania aminokwasów SPS: Ssy1p-Ptr3p-Ssy5p oraz genu IRA2. Nie potwierdzono znaczenia pozostałych zidentyfikowanych mutacji dla bilansu komórek Q/NQ. W pracy omówione zostały cechy charakterystyczne komórek Q, metody badań stanu spoczynkowego drożdży oraz szlaki uznawane za kluczowe dla stanu spoczynku takie jak TOR i autofagia.

Starved yeast populations are composed of quiescent (Q) and non-quiescent (NQ) cells. Quiescent cells (Q) are characterized by the fact that despite stopping the division cycle they remain viable and retain the ability to resume their division. This distinguishes them from non-quiescent cells (NQ), which do not stop division. Quiescent cells also show better resistance to stress caused by starvation. Although this differentiation is still not fully understood, many genes and pathways are identified as having a significant role in cells quiescence. Saccharomyces cerevisiae baker's yeast is a very good and widely used model for studying quiescence. In this work, the object of research are yeast clones obtained in a selection experiment 36 yeast clones producing less Q cells and more NQ cells during starvation than ancestor strain were tested. The content of NQ cells was quantitatively compared, and the DNA sequences of the strains were compared. Within the fraction, NQ-typical mutations concerned the SPS amino acid detection pathway genes: Ssy1p-Ptr3p-Ssy5p and the IRA2 gene. The significance of the other mutations identified for the Q / NQ cell balance has not been confirmed. Characteristics of Q cells, research methods and main, although not all pathways considered as crucial for quiescence such as TOR and autophagy, were also discussed.