Lateral reorganization of plasma membrane is involved in the yeast resistance to severe dehydration

Abstract

In this study, we investigated the kinetic and the magnitude of dehydrations on yeast plasma membrane (PM) modifications because this parameter is crucial to cell survival. Functional (permeability) and structural (morphology, ultrastructure, and distribution of the protein Sur7-GFP contained in sterol-rich membrane microdomains) PM modifications were investigated by confocal and electron microscopy after progressive (non-lethal) and rapid (lethal) hyperosmotic perturbations. Rapid cell dehydration induced the formation of many PM invaginations followed by membrane internalization of low sterol content PM regions with time. Permeabilization of the plasma membrane occurred during the rehydration stage because of inadequacies in the membrane surface and led to cell death. Progressive dehydration conducted to the formation of some big PM pleats without membrane internalization. It also led to the modification of the distribution of the Sur7-GFP microdomains, suggesting that a lateral rearrangement of membrane components occurred. This event is a function of time and is involved in the particular deformations of the PM during a progressive perturbation. The maintenance of the repartition of the microdomains during rapid perturbations consolidates this assumption. These findings highlight that the perturbation kinetic influences the evolution of the PM organization and indicate the crucial role of PM lateral reorganization in cell survival to hydric perturbations.

AVALIAÇÃO DO IMPACTO DE SUCESSIVOS CHOQUES OSMÓTICOS SOBRE A VIABILIDADE DE CÉLULAS DE LEVEDURA Saccharomyces cerevisiae

“…As Tabelas 1 e 2 apresentam a análise de variância (ANOVA) e os resultados médios de viabilidade celular em função do número de choques osmóticos aplicados na célula. Dupont et al (2010Dupont et al ( , 2011 demonstram que a durante a desidratação de células de levedura por ocasião de mudanças osmóticas no meio, a estrutura da membrana celular é afetada, causando rugosidades e o rearranjo da estrutura lipídica presente nesta, o que altera sua fluidez. Esse fenômeno ocorre em virtude da adaptação osmorregulatória da célula, que promove grande trânsito de água no sentido do extracelular.…”

“…A pressão osmótica das soluções relaciona-se com a atividade de água (aw) destas a através da Equação 1 (Dupont et al, 2010).…”

“…A partir dos estudos de Dupont et al (2010;, que descreveram a criação de permeabilidade temporária na estrutura da membrana plasmática de células de Saccharomyces cerevisiae como resultado de alterações osmóticas brandas e não-letais no meio extracelular sem impacto significativo na viabilidade destas células, Pedrini et al (2014) foram capazes de propor um método alternativo de incorporação de moléculas hidrofílicas de alto peso molecular em células de levedura, a osmoporação. Nessa técnica, o tratamento de células de S. cerevisiae com solução de glicerol de baixa atividade de água promove a desidratação da célula e o aparecimento de rugosidades ao longo de toda a extensão da membrana; a etapa posterior é de reidratação com solução isotônica de glicerol acrescida do componente a ser encapsulado -nesse ponto, a membrana plasmática se torna temporariamente permeável e ocorre a penetração do composto de interesse em todo o citoplasma, ao invés de através de simples endocitose.…”

AVALIAÇÃO DE EFEITOS FÍSICO-QUÍMICOS NA EFICIÊNCIA DA BIOENCAPSULAÇÃO DE FLAVONOIDE LIPOSSOLÚVEL EM CÉLULAS DE LEVEDURA (Saccharomyces cerevisiae) ATRAVÉS DE CHOQUE OSMÓTICO

“…Três colônias previamente isoladas da levedura S. cerevisiae (Fleischmann, Brasil) foram adicionadas a 100 mL do meio Malt Wickerham modificado (Dupont et al, 2010), para 1 L: 3_g de extrato de levedura, 3 g de peptona pancreática, 10 g de glicose, 51 g de glicerol e 1,5 g fosfato de sódio monobásico anidro, em seguida incubadas sob agitação (Tecnal, Brasil, modelo TE422) a 250 rpm, 48 h e 25 °C. Alíquota (1 mL) da suspensão foi transferida para 100_mL do mesmo meio e mantido nas mesmas condições por mais 24 h. Centrifugou-se 40_mL desta suspensão por 5 min e 2200 ×g (Solab, Brasil, modelo SL701).…”

“…O choque osmótico pode ser definido como a desidratação de células microbianas com solução depressora concentrada seguido de rápida reidratação com solução isotônica. O choque osmótico com soluções levemente concentradas de glicerol provoca a formação de poros transientes na membrana celular da levedura S. cerevisiae (Dupont et al, 2010;Da Silva Pedrini et al, 2014). Na etapa de reidratação ocorre a entrada de água dentro da célula e consequentemente a internalização do composto suspendido/solubilizado.…”