New pathways regulating MBF-dependent transcription in fission yeast

Abstract

At the end of G1 phase, cells have to decide between continue proliferation or remain in a quiescent state (G0). This decision point, known as “Start” in yeast and “Restriction Point” in metazoans, marks irreversibly the commitment to the completion of a new cell cycle, and is regulated mainly by the activity of the G1 CDK and the induction of the G1-to-S transcriptional program. The MBF transcription factor complex (functional homolog of pRB-E2F in metazoans) drives the G1-to-S transcriptional wave in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. We have previously described how the co-repressors Nrm1 and Yox1 bind to MBF complex at the end of S phase, inhibiting the MBF activity. However, the mechanisms involved in the activation of MBF at the onset of an unperturbed cell cycle have remained elusive. Here, we show that Nrm1 is the responsible for the activation of the MBF-dependent transcription through a two-step mechanism. Its phosphorylation by CDK1 and its posterior degradation by APCSte9 induce the irreversible MBF activation until the end of S phase. We have also studied the role of chromatin remodelers in the control of the G1-to-S transcriptional program. In this sense, we have found that chromatin-remodeling complexes SWI/SNF and RSC are recruited to MBF-regulated genes, having a clear impact in the activation of the G1-to-S transcriptional wave. Furthermore, we have created a short-lived fluorescent reporter to measure small and transient changes in the MBF activity in vivo by flow cytometry, to further identify new MBF regulators.

Al final de la fase G1, les cèl·lules han de decidir entre continuar proliferant o romandre en un estat de quiescència (G0). Aquest punt de decisió, conegut com “Start” en llevats o “Restriction Point” en metazous, compromet irreversiblement a les cèl·lules a completar el següent cicle cel·lular, i està principalment regulat per l’activitat CDK de G1 i per la inducció del programa transcripcional de G1/S. El complex MBF (homòleg funcional de pRB-E2F en metazous) es el factor de transcripció encarregat de la inducció de l’onada transcripcional de G1/S en el llevat de fissió Schizosaccharomyces pombe. Anteriorment, vam descriure com els repressors Nrm1 i Yox1 s’uneixen al complex MBF al final de la fase S per inhibir la seva activitat. Fins ara, els mecanismes implicats en l’activació de MBF a l’inici d’un cicle cel·lular no pertorbat s’han mantingut desconeguts. En aquest treball, hem vist que Nrm1 es el responsable de l’activació transcripcional depenent de MBF mitjançant un mecanisme de dos passos. La seva fosforilació per CDK1 i la seva posterior degradació per APCSte9 donen lloc a l’activació irreversible de MBF fins al final de la fase S. També hem estudiant el paper dels remodeladors de cromatina en el control del programa transcripcional de G1/S. En aquest sentit, hem trobat que els complexes remodeladors de la cromatina SWI/SNF i RSC són reclutats als gens regulats per MBF i tenen un clar impacte en l’activació transcripcional de G1/S. A més, hem creat un reporter fluorescent de vida curta per mesurar canvis petits i transitoris de l’activitat MBF in vivo mitjançant citometria de flux, per a poder identificar nous reguladors de MBF.