Rgf3 como nuevo regulador de la expansión de la envuelta nuclear durante la mitosis de Schizosaccharomyces pombe

Abstract

[ES]La expansión de la envuelta nuclear durante la anafase es un proceso crítico para mantener la integridad genómica, especialmente en organismos con mitosis cerrada como la levadura de fisión Schizosaccharomyces pombe. En este modelo, el aumento de membrana nuclear es imprescindible para permitir la elongación del huso mitótico y garantizar la correcta segregación cromosómica dentro de un único compartimento nuclear. El fallo de este mecanismo provoca defectos mitóticos severos, incluyendo el fenotipo cut, en el que el material genético es seccionado por la maquinaria citoquinética. En esta tesis demostramos que Rgf3, un GEF específico de la GTPasa Rho1 y esencial para la citoquinesis, también coordina la expansión nuclear. Identificamos que su extremo Nterminal intrínsecamente desordenado es vital para la completa activación de Rho1. Su eliminación (rgf3-ΔN2) reduce esta actividad a un nivel que, aunque permite la síntesis del septo, es insuficiente para sostener el crecimiento de la membrana nuclear, provocando el arqueamiento del huso y errores en la segregación. Desde el punto de vista mecanístico, nuestros resultados sugieren que la baja actividad de Rho1 en este mutante altera la localización y función de Pcy1, enzima clave de la rama CDP-colina de la ruta Kennedy, responsable de sintetizar fosfatidilcolina. Como consecuencia, disminuyen los niveles de este fosfolípido, el más abundante de las membranas celulares, lo que limita la disponibilidad de nueva membrana necesaria para la expansión nuclear. Además, caracterizamos la regulación del extremo N-terminal de Rgf3, que actúa como una plataforma de integración de señales. Esta región se fosforila por las quinasas Orb6 y Cdc2 durante la separación de las células hijas y la fase G2, y se desfosforila por Clp1 en un proceso regulado por la ruta SIN. Nuestros resultados demuestran que la fosforilación por Orb6 de esta región es esencial para la correcta expansión de la envuelta nuclear, ya que su eliminación mimetiza los defectos observados en el mutante rgf3-ΔN2. En conjunto, este trabajo establece que Rgf3 actúa como un nexo entre la señalización del ciclo celular y la biosíntesis de fosfolípidos, asegurando la expansión de la envuelta nuclear y contribuyendo al mantenimiento de la estabilidad genómica.

[EN]Nuclear envelope expansion during anaphase is a critical process for maintaining genomic integrity, particularly in organisms with closed mitosis such as the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. In this model, nuclear membrane growth is essential to accommodate mitotic spindle elongation and ensure proper chromosome segregation within a single nuclear compartment. Failure of this process leads to severe mitotic defects, including the cut phenotype, in which genetic material is severed by the cytokinetic machinery. In this thesis, we demonstrate that Rgf3, a Rho1-specific GEF essential for cytokinesis, also coordinates nuclear expansion. We identified its intrinsically disordered N-terminal region as crucial for full Rho1 activation. Deletion of this region (rgf3-ΔN2) reduces Rho1 activity to a level that supports septum synthesis but is insufficient to sustain nuclear membrane growth, resulting in spindle buckling and segregation errors. Mechanistically, our findings indicate that the reduced Rho1 activity in this mutant disrupts the localization and function of Pcy1, a key enzyme in the CDP-choline branch of the Kennedy pathway responsible for phosphatidylcholine synthesis. Consequently, levels of this phospholipid, the most abundant in cellular membranes, decline, limiting the availability of new membrane required for nuclear expansion. Furthermore, we characterized the regulation of the Rgf3 N-terminus, which functions as a hub for signal integration. This region is phosphorylated by Orb6 and Cdc2 kinases during daughter cell separation and the G2 phase, and dephosphorylated by Clp1 in a process regulated by the SIN pathway. Our results show that Orb6-mediated phosphorylation of this region is essential for proper nuclear envelope expansion, as its disruption phenocopies the defects observed in the rgf3-ΔN2 mutant. Collectively, this work establishes that Rgf3 serves as a nexus between cell cycle signaling and phospholipid biosynthesis, ensuring nuclear envelope expansion and contributing to the maintenance of genomic stability.