Mutations in the cdc10 start gene of Schizosaccharomyces pombe implicate the region of homology between cdc10 and SWI6 as important for p85cdc10 function.

The cdc10 gene of the fission yeast Schizosaccharomyces pombe is required for traverse of start and commitment to the mitotic cell division cycle rather than other fates. The product of the gene, p85cdc10, is a component of a factor that is thought to be involved in regulating the transcription of genes that are required for DNA synthesis. In order to define regions of the p85cdc10 protein that are important for its function a fine structure genetic map of the cdc10 gene was derived and the sequences of 13 cdc10ts mutants determined. The 13 mutants tested define eight alleles. Eleven of the mutants are located in the region that contains the two copies of the cdc10/SWI6 repeat motif, implicating it as important for p85cdc10 function.

Domains of p85cdc10 required for function of the fission yeast DSC-1 factor.

p85cdc10 is a component of the S.pombe DSC-1 complex, which is thought to mediate periodic transcription of genes in late G1. In order to understand the role of p85cdc10 in the function of this complex, we have analysed which domains of p85cdc10 are required for biological activity and the formation of a stable DSC-1 complex in vitro, both in cdc10 temperature sensitive and null backgrounds. No DSC-1 activity is found in the absence of p85cdc10 and the activity of the complex is reduced or absent in all cdc10ts mutants tested. Full biological activity and rescue of a cdc10::ura4+ null allele requires the N-terminal domain, the cdc10/SWI6 repeats and the helical C-terminal region. In the absence of p85cdc10, both the C-terminal and cdc10/SWI6 repeat domains are required for DSC-1 activity in vitro. In a cdc10ts background, rescue of DSC-1 activity and complementation of mutants, requires only expression of the C-terminal domain, though the presence of the cdc10/SWI6 motifs enhances its activity. The N-terminal domain, alone, or in combination with the cdc10/SWI6 motifs, does not have biological activity, and does not restore DSC-1 activity. We conclude that both the C-terminal domain of p85cdc10 is critical for formation of the DSC-1 complex and that the cdc10/SWI6 motifs also play a role, perhaps by stabilizing the complex. Our data also suggest that the S.pombe DSC-1 complex contains more than one molecule of p85cdc10.

The transcriptional network activated by Cln3 cyclin at the G1-to-S transition of the yeast cell cycle

Background: The G1-to-S transition of the cell cycle in the yeast Saccharomyces cerevisiae involves an extensive transcriptional program driven by transcription factors SBF (Swi4-Swi6) and MBF (Mbp1-Swi6). Activation of these factors ultimately depends on the G1 cyclin Cln3. Results: To determine the transcriptional targets of Cln3 and their dependence on SBF or MBF, we first have used DNA microarrays to interrogate gene expression upon Cln3 overexpression in synchronized cultures of strains lacking components of SBF and/or MBF. Secondly, we have integrated this expression dataset together with other heterogeneous data sources into a single probabilistic model based on Bayesian statistics. Our analysis has produced more than 200 transcription factor-target assignments, validated by ChIP assays and by functional enrichment. Our predictions show higher internal coherence and predictive power than previous classifications. Our results support a model whereby SBF and MBF may be differentially activated by Cln3. Conclusions: Integration of heterogeneous genome-wide datasets is key to building accurate transcriptional networks. By such integration, we provide here a reliable transcriptional network at the G1-to-S transition in the budding yeast cell cycle. Our results suggest that to improve the reliability of predictions we need to feed our models with more informative experimental data.

Dissecting cell cycle protein complexes using the pptimized yeast cytosine deaminase protein-fragment complementation assay “You too can play with an edge”

Les protéines sont les produits finaux de la machinerie génétique. Elles jouent des rôles essentiels dans la définition de la structure, de l'intégrité et de la dynamique de la cellule afin de promouvoir les diverses transformations chimiques requises dans le métabolisme et dans la transmission des signaux biochimique. Nous savons que la doctrine centrale de la biologie moléculaire: un gène = un ARN messager = une protéine, est une simplification grossière du système biologique. En effet, plusieurs ARN messagers peuvent provenir d’un seul gène grâce à l’épissage alternatif. De plus, une protéine peut adopter plusieurs fonctions au courant de sa vie selon son état de modification post-traductionelle, sa conformation et son interaction avec d’autres protéines. La formation de complexes protéiques peut, en elle-même, être déterminée par l’état de modifications des protéines influencées par le contexte génétique, les compartiments subcellulaires, les conditions environmentales ou être intrinsèque à la croissance et la division cellulaire. Les complexes protéiques impliqués dans la régulation du cycle cellulaire sont particulièrement difficiles à disséquer car ils ne se forment qu’au cours de phases spécifiques du cycle cellulaire, ils sont fortement régulés par les modifications post-traductionnelles et peuvent se produire dans tous les compartiments subcellulaires. À ce jour, aucune méthode générale n’a été développée pour permettre une dissection fine de ces complexes macromoléculaires. L'objectif de cette thèse est d'établir et de démontrer une nouvelle stratégie pour disséquer les complexes protéines formés lors du cycle cellulaire de la levure Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae). Dans cette thèse, je décris le développement et l'optimisation d'une stratégie simple de sélection basée sur un essai de complémentation de fragments protéiques en utilisant la cytosine déaminase de la levure comme sonde (PCA OyCD). En outre, je décris une série d'études de validation du PCA OyCD afin de l’utiliser pour disséquer les mécanismes d'activation des facteurs de transcription et des interactions protéine-protéines (IPPs) entre les régulateurs du cycle cellulaire. Une caractéristique clé du PCA OyCD est qu'il peut être utilisé pour détecter à la fois la formation et la dissociation des IPPs et émettre un signal détectable (la croissance des cellules) pour les deux types de sélections. J'ai appliqué le PCA OyCD pour disséquer les interactions entre SBF et MBF, deux facteurs de transcription clés régulant la transition de la phase G1 à la phase S. SBF et MBF sont deux facteurs de transcription hétérodimériques composés de deux sous-unités : une protéine qui peut lier directement l’ADN (Swi4 ou Mbp1, respectivement) et une protéine commune contenant un domain d’activation de la transcription appelée Swi6. J'ai appliqué le PCA OyCD afin de générer un mutant de Swi6 qui restreint ses activités transcriptionnelles à SBF, abolissant l’activité MBF. Nous avons isolé des souches portant des mutations dans le domaine C-terminal de Swi6, préalablement identifié comme responsable dans la formation de l’interaction avec Swi4 et Mbp1, et également important pour les activités de SBF et MBF. Nos résultats appuient un modèle où Swi6 subit un changement conformationnel lors de la liaison à Swi4 ou Mbp1. De plus, ce mutant de Swi6 a été utilisé pour disséquer le mécanisme de régulation de l’entrée de la cellule dans un nouveau cycle de division cellulaire appelé « START ». Nous avons constaté que le répresseur de SBF et MBF nommé Whi5 se lie directement au domaine C-terminal de Swi6. Finalement, j'ai appliqué le PCA OyCD afin de disséquer les complexes protéiques de la kinase cycline-dépendante de la levure nommé Cdk1. Cdk1 est la kinase essentielle qui régule la progression du cycle cellulaire et peut phosphoryler un grand nombre de substrats différents en s'associant à l'une des neuf protéines cycline régulatrice (Cln1-3, Clb1-6). Je décris une stratégie à haut débit, voir à une échelle génomique, visant à identifier les partenaires d'interaction de Cdk1 et d’y associer la cycline appropriée(s) requise(s) à l’observation d’une interaction en utilisant le PCA OyCD et des souches délétées pour chacune des cyclines. Mes résultats nous permettent d’identifier la phase(s) du cycle cellulaire où Cdk1 peut phosphoryler un substrat particulier et la fonction potentielle ou connue de Cdk1 pendant cette phase. Par exemple, nous avons identifié que l’interaction entre Cdk1 et la γ-tubuline (Tub4) est dépendante de Clb3. Ce résultat est conforme au rôle de Tub4 dans la nucléation et la croissance des faisceaux mitotiques émanant des centromères. Cette stratégie peut également être appliquée à l’étude d'autres IPPs qui sont contrôlées par des sous-unités régulatrices.

Transposon tools for recombinant DNA manipulation: characterization of transcriptional regulators from yeast, Xenopus, and mouse.

Transposon Tn1000 has been adapted to deliver novel DNA sequences for manipulating recombinant DNA. The transposition procedure for these "tagged" Tn1000s is simple and applicable to most plasmids in current use. For yeast molecular biology, tagged Tn1000s introduce a variety of yeast selective markers and replication origins into plasmids and cosmids. In addition, the beta-globin minimal promoter and lacZ gene of Tn(beta)lac serve as a mobile reporter of eukaryotic enhancer activity. In this paper, Tn(beta)lac was used to localize a mouse HoxB-complex enhancer in transgenic mice. Other tagged transposons create Gal4 DNA-binding-domain fusions, in either Escherichia coli or yeast plasmids, for use in one- and two-hybrid tests of transcriptional activation and protein-protein interaction, respectively. With such fusions, the Saccharomyces cerevisiae Swi6 G1/S-phase transcription factor and the Xenopus laevis Pintallavis developmental regulator are shown to activate transcription. Furthermore, the same transposon insertions also facilitated mapping of the Swi6 and Pintallavis domains responsible for transcriptional activation. Thus, as well as introducing novel sequences, tagged transposons share the numerous other applications of transposition such as producing insertional mutations, creating deletion series, or serving as mobile primer sites for DNA sequencing.