Investigación

Las rutas de señalización intracelular mediadas por proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPKs) están evolutivamente muy conservadas y juegan un papel fundamental en las respuesta adaptativa de las células eucariotas frente a cambios ambientales. El módulo canónico de MAPK comprende tres componentes, MAPK quinasa quinasa (MAPKKK), MAPK quinasa (MAPKK) y MAP quinasa (MAPK), que están regulados por fosforilación secuencial. Una vez activada, la MAPK fosforila una amplia variedad de sustratos citoplásmicos incluyendo proteínas quinasas activadas por MAPK y proteínas de unión al ARN, o bien se trasloca al núcleo donde fosforila proteínas reguladoras del ciclo celular, así como factores de transcripción específicos para ejecutar un programa transcripcional desencadenado por los estímulos externos.

Esquema general de las vías de MAPKs

Para este tipo de estudios nuestro grupo de investigación utiliza como modelo experimental la levadura con fisión Schizosaccharomyces pombe, un organismo inocuo y fácil de cultivar. La homología funcional encontrada entre las cascadas MAPK de S. pombe y las de células superiores, avalada por una importante evidencia experimental, permite que esta levadura con morfología bacilar se considere un organismo modelo excelente para ampliar el conocimiento sobre nuevos mecanismos de significación general atribuible a la activación de rutas mediadas por MAPK.

En contraste con las células de mamíferos, S. pombe tiene sólo tres vías de MAPK conocidas como ruta de respuesta a feromonas, ruta de respuesta a estrés (SAPK), y ruta MAPK de integridad celular (CIP), que es homóloga a la vía ERK1/2 de mamíferos, y ha sido nuestro principal tema de investigación durante la última década. El componente clave de esta cascada de señalización, la MAP quinasa Pmk1/Spm1, regula en S. pombe numerosos procesos como la biosíntesis de la pared celular y el mantenimiento celular durante el estrés, la fusión vacuolar, la citocinesis, la morfogénesis, la estabilización de mRNAs, el metabolismo respiratorio, y la homeostasis iónica. El módulo de MAPK también incluye la MAPKKK Mkh1 y la MAPKK Pek1/Skh1, cuya ausencia induce fenotipos distintos como citocinesis alterada, defectos en la fusión vacuolar, y aumento de la sensibilidad a iones salinos o a agentes que dañan la pared celular.

Sin embargo, nuestras observaciones recientes sugieren que la función de dicha ruta es regulada a distintos niveles mediante su interacción con otras importantes vías de señalización intracelular, entre las que se encuentran: (i) la ruta TOR, que participa en la adaptación celular frente a cambios nutricionales y ambientales; (ii) la ruta del metabolismo de fosfoinosítidos, que regula entre otras la morfogénesis y la división celular; y (iii) componentes de la maquinaria de metilación y palmitoilación de cisteínas que promueven la correcta localización en membranas y la actividad biológica de las GTPasas de la familia Rho.