Sulfur starvation-induced autophagy in Saccharomyces cerevisiae involves SAM-dependent signaling and transcription activator Met4
L’induction de l’autophagie en carence en soufre implique une signalisation dépendante de la S-adénosylméthionine et repose sur l’activateur de transcription Met4 chez la levure.
Résumé
Autophagy is a key lysosomal degradative mechanism allowing a prosurvival response to stresses, especially nutrient starvation. Here we investigate the mechanism of autophagy induction in response to sulfur starvation in Saccharomyces cerevisiae. We found that sulfur deprivation leads to rapid and widespread transcriptional induction of autophagy-related (ATG) genes in ways not seen under nitrogen starvation. This distinctive response depends mainly on the transcription activator of sulfur metabolism Met4. Consistently, Met4 is essential for autophagy under sulfur starvation. Depletion of either cysteine, methionine or SAM induces autophagy flux. However, only SAM depletion can trigger strong transcriptional induction of ATG genes and a fully functional autophagic response. Furthermore, combined inactivation of Met4 and Atg1 causes a dramatic decrease in cell survival under sulfur starvation, highlighting the interplay between sulfur metabolism and autophagy to maintain cell viability. Thus, we describe a pathway of sulfur starvation-induced autophagy depending on Met4 and involving SAM as signaling sulfur metabolite.
L'autophagie est un mécanisme clé de dégradation lysosomale permettant une réponse de survie au stress, notamment les carences nutritionnelles. Nous étudions ici le mécanisme d'induction de l'autophagie en réponse à une carence en soufre. Nous montrons qu’une carence totale en soufre chez la levure modèle S. cerevisiae entraîne une induction transcriptionnelle rapide et généralisée des gènes de l'autophagie (ATG), ce qui n'est pas le cas en carence en azote. Cette réponse distinctive dépend principalement de l'activateur transcriptionnel du métabolisme du soufre Met4. En toute logique, l’inactivation de Met4 entraine un défaut majeur d’autophagie lors d’une carence en soufre. A l’aide de mutants métaboliques touchés dans différentes étapes du métabolisme soufré, nous montrons que des carences en cystéine, méthionine et SAM induisent chacune individuellement un flux autophagique. Cependant, seule une carence en SAM conduit à une forte activation transcriptionnel des gènes ATG associée à une réponse autophagique pleinement fonctionnelle. La double inactivation de Met4 et de l’autophagie entraine une chute de viabilité cellulaire en carence en soufre, soulignant la nécessité d’une coopération entre le métabolisme soufré et l’autophagie pour assurer la survie cellulaire en absence de nutriments soufrés. Nous décrivons donc une voie d'autophagie induite par la carence en soufre qui dépend de Met4 et implique la SAM comme métabolite de signalisation.
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