Zayıf asit stresinin CYC1 ve GPD1 genlerinin transkripsiyonuna ve hücre döngüsüne etkilerinin incelenmesi

Abstract

Mikroorganizmalar üreme ortamına metabolik aktiviteleri sonucu oluşan çeşitli organik asitleri salgılamaktadır. Mikroorganizma türüne göre değişebilen bu organik asitler laktik asit, sitrik asit, asetik asit ve suksinik asit olabilir. Bu araştırmada laktik asit, sitrik asit ve asetik asitin S. cerevisiae’da sitokrom 1 geni ve GPD1 geni transkripsiyonuna ve ayrıca hücre bölünmesine etkileri incelendi. Sitokrom C1 (CYC1) geni, Sitokrom C izoform-1 olarak da bilinen peptidi kodlamaktadır. Sitokrom C1 elektron taşıma zincirinde yer almakla birlikte apoptozu başlatıcı faktör olarak da işlev görür. GPD1 geni tarafından kodlanan NAD-bağımlı gliserol 3-fosfat dehidrogenaz enzimi de hem gliserol biyosentezi hem de hücrede redoks dengesi, (NAD/NADH) için gereklidir. Araştırmalarımızdan elde edilen sonuçlar sitrik asitin CYC1 transkripsiyonunu baskıladığını fakat GPD1 transkripsiyonunu ise 3-4 kat aktive ettiğini göstermektedir. Laktik asitin ise CYC1 geni transkripsiyonuna önemli bir etkisinin olmadığı fakat GPD1 transkripsiyonunu 3 kat aktive ettiği gösterilmiştir. Apoptozu aktive eden asetik asitin ise hem CYC1 ve hem de GPD1 transkripsiyonunda önemli ölçüde baskılamaya neden olduğu bulunmuştur. Sitrik asit stresine yanıt olarak GPD1 transkripsiyonundaki aktivasyonun tamamen protein kinaz Hog1p`ye bağlı olduğu bulundu. Ancak stresle aktive edilen transkripsiyon faktörleri olan Msn2p, War1p ve Haa1pnin GPD1 transkripsiyonunun aktivasyonu için gerekli olmadığı görüldü. Bu sonuçlara ek olarak, sitrik asit stresinin S. cerevisiae’da hücre bölünmesinde anomaliye neden olduğu da bulundu. Elde edilen sonuçlar zayıf asit stresinin GPD1 ve CYC1 geni transkripsiyonlarına etki ettiğini ve hücre bölünmesinde anomaliye neden olduğunu göstermektedir.

Microorganisms secrete various organic acids, such as citric acid, lactic acid, acetic acid, and succinic acid, to their growth medium as a result of their metabolic activities. The type of these acids can vary depending on the microorganism’s species. In this research, the effects of citric acid, lactic acid, and acetic acid on the transcription of GPD1 and CYC1 gene was investigated in S. cerevisiae. Besides, the effects of these organic acids on the cell division were also analyzed. Cytochrome C-1 (CYC1) gene encodes cytochrome C-isoform 1 peptide, which involves in the electron transfer chain in mitochondria and activation of apoptosis. GPD1 gene encodes NAD-dependent glycerol-3-phosphate dehydrogenase enzyme required for the redox balance (NAD/NADH ratio) and also catalyzes an essential step in glycerol biosynthesis in yeast. The results of this study indicated that citric acid represses the transcription of the CYC1 gene, but it activates the transcription of the GPD1 gene up to 3 to 4-fold. Acetic acid that activates apoptosis represses the transcription of CYC1 and GPD1 genes at significant levels. Moreover, our results indicated that citric acid-dependent activation of GPD1 transcription completely depends on the protein kinase Hog1p. Unlike Hog1p, it seems that the stress-activated transcription factors Msn2p, War1p, and Haa1p are not required for the activation of GPD1 gene transcription. Also, it appears that citric acid stress also results in abnormal cell division in S. cerevisiae. Altogether, the results of this research indicated that weak acid stress affects the transcription of GPD1 and the CYC1 gene and cause abnormal cell division in S. cerevisiae.