Single-cell analysis of the antagonism between resistance and tolerance during the adaptive response to hydrogen peroxide in budding yeast
Étude de l’antagonisme entre la résistance et la tolérance au stress en réponse au peroxyde d’hydrogène chez la levure bourgeonnante S. cerevisiae
Résumé
In response to environmental stress, cellular defense strategies may be divided into two categories: those, as in homeostatic systems, that seek to maintain cell proliferation by degrading the stressor (i.e., resistance); and those that ensure cell survival (i.e. tolerance), even if this is often at the expense of cell proliferation. In this study, we have explored the genetic bases of the antagonism between resistance and tolerance during the response to hydrogen peroxide (H2O2) in budding yeast. We show that inactivation of protein kinase A (PKA) by H2O2 signaling induces an abrupt transition from normal homeostatic function to a stress-tolerant state by protecting the growth machinery, hence maximizing cellular fitness in a changing environment. This model system paves the way for developing antiproliferative strategies that target both resistance and tolerance mechanisms to prevent relapse.
En réponse au stress environnemental, les stratégies de défense cellulaire peuvent être divisées en deux catégories : celles qui, comme dans les systèmes homéostatiques, cherchent à maintenir la prolifération cellulaire en dégradant le facteur de stress (c'est-à-dire la résistance) ; et celles qui assurent la survie des cellules (c'est-à-dire la tolérance), même si cela se fait souvent au détriment de la prolifération cellulaire. Dans cette étude, nous avons exploré les bases génétiques de l'antagonisme entre résistance et tolérance dans la réponse au peroxyde d'hydrogène (H2O2) chez la levure bourgeonnante. Nous montrons que l'inactivation de la protéine kinase A (PKA) médiée par la signalisation H2O2 induit une transition abrupte de la fonction homéostatique normale à un état de tolérance au stress en protégeant le mécanisme de croissance, maximisant ainsi la forme cellulaire dans un environnement changeant. Ce système modèle ouvre la voie au développement de stratégies antiprolifératives dans lesquelles les mécanismes de résistance et de tolérance pourraient être ciblés indépendamment pour prévenir les rechutes.
Origine : Version validée par le jury (STAR)