The Cytokinetic inhibitors Boi1 and Boi2 are required for activation of the exocyst complex by Rho GTPases

Abstract

Cell growth and division requires delivery of new membrane and remodelling factors to the cell surface. In budding yeast, this involves actin-dependent transport of secretory vesicles to sites of growth, followed by vesicle fusion to the plasma membrane. Rho-type GTPases regulate actin polarization and vesicle fusion, but how they signal to diverse effectors controlling these separate processes is not well understood. Here, we show that the cortical proteins Boi1 and Boi2 work together with Rho GTPase signalling to regulate the exocyst, a complex that mediates the tethering of secretory vesicles to the plasma membrane. Cells lacking both Boi proteins show normal actin polarity but are defective in bud emergence, bud growth, and fusion of Bgl2-containing vesicles to the plasma membrane. A gain-of-function version of Exo70, a component of the exocyst and effector of Cdc42 and Rho3, restores growth of boi1 boi2 mutant cells. Furthermore, hyperactivation of Rho-GTPase signalling rescues boi defects, suggesting that the essential function of Boi proteins is to mediate Rho-dependent activation of the exocyst during cell growth. Finally, we find that Boi1 and Boi2-dependent inhibition of abscission in cells with chromatin bridges, via their function in the NoCut checkpoint, is bypassed by expression of gain-of-function EXO70, suggesting the NoCut pathway also involves regulation of the exocyst.

Tant el creixement com la divisió cel·lular requereix el transport de membrana i altres factors a la superfície cel·lular. En cèl·lules de S. cerevisiae, aquests processos necessiten el transport de vesícules de secreció a través dels cables d’actina fins a les zones de creixement actiu, on es fusionen. Les Rho GTPases regulen la polarització de l’actina i la fusió de vesícules, però es desconeix com les GTPases senyalitzen els diversos efectors i com regulen els dos tipus de funcions. En aquest estudi, demostrem que les proteines Boi1 i Boi2 treballen conjuntament amb la senyalització de les Rho GTPases, per tal de regular la funció del complexe “exocyst” que media els contactes inicials entre vesícules de secreció i la membrana plasmàtica. Cèl·lules sense Boi1/2 tenen el citoesquelet d’actina polaritzat, però la cèl·lula filla no pot emergir ni créixer. Un al·lel d’Exo70, una subunitat de l’”exocyst”, que és efector de les GTPases Rho3 i Cdc42, restaura el creixement de cel·lules defectuoses en la funció de Boi1/2. A més a més, l’hiperactivació de GTPases rescata defectes dels mutants de Boi1/2, suggerint que la funció essencial de Boi1 i Boi2 és promoure l’activació de l’”exocyst”, depenent de Rho, durant el creixement cel·lular. Finalment, hem demostrat que la inibició de la divisió cel·lular que controlen via NoCut els efectors Boi1/2 en cèl·lules amb defectes en la segregació de cromosomes, es rescata amb l’al·lel d’Exo70 descrit anteriorment. Aquestes observacions suggereixen que NoCut podria funcionar també a través de la regulació de l’”exocyst”.