Phosphate: from stardust to eukaryotic cell cycle control

Phosphorus is a pivotal element in all biochemical systems: it serves to store metabolic energy as ATP, it forms the backbone of genetic material such as RNA and DNA, and it separates cells from the environment as phospholipids. In addition to this 'big hits', phosphorus has recently been shown to play an important role in other important processes such as cell cycle regulation. In the present review, we briefly summarize the biological processes in which phosphorus is involved in the yeast Saccharomyces cerevisiae before discussing our latest findings on the role of this element in the regulation of DNA replication in this eukaryotic model organism. We describe both the role of phosphorus in the regulation of G1 progression by means of the Cyclin Dependent Kinase (CDK) Pho85 and the stabilization of the cyclin Cln3, as well as the role of other molecule composed of phosphorus-the polyphosphate-in cell cycle progression, dNTP synthesis, and genome stability. Given the eminent role played by phosphorus in life, we outline the future of phosphorus in the context of one of the main challenges in human health: cancer treatment (AU)

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Una aproximación farmacológica al tratamiento de la acondroplasia / A pharmacological appoach to achondroplasia treatment

La acondroplasia es una patología caracterizada por una mutación en el receptorpara el factor de crecimiento de fibroblastos de tipo 3 (FGFR3). Esta alteracióncausa la patología que conocemos habitualmente con el nombre de enanismo congénitoy que se manifiesta con individuos de talla baja con diversos problemasmúsculo-esqueléticos. La aplicación de nucleótidos y dinucleótidos ha permitidoobservar que las células acondroplásicas pueden fenomenológicamente comportarsecomo células normales, en especial cuando son tratadas con el dinucleótidoAp4A. Este compuesto reestablece los niveles de calcio en los condrocitos acondroplásicos,permitiendo que se comporten como células absolutamente normales enlo que respecta a este ion. Por otro lado, también este dinucleótido permite que elreceptor de FGFR3, que no se internaliza y degrada con normalidad, pueda pasara ser degradado por las vías proteosomales y lisosomales, como sucede en lascélulas normales, haciendo que el receptor motivo de la patología desaparezca de las membranas de los condrocitos acondroplásicos. Por último, hemos podidocomprobar cómo el derivado del piridoxalfosfato, el PPADS, presenta propiedadesextraordinarias al reducir prácticamente a cero los niveles de fosforilación de lasproteínas ERK, que son anormalmente elevadas por el receptor FGFR3 acondroplásicoy que originan la patología. En resumen, se plantean una serie de nuevasestrategias encaminadas al tratamiento de la acondroplasia por medio de estrategiasde tipo farmacológico en claro contrate con las estrategias actuales de tipoquirúrgico

Achondroplasia is a pathology due to a mutation in the receptor for thefibroblast growth factor type 3 (FGFR3). This alteration produces problems inindividuals’ stature as well as other muscle-skeletal problems. The application ofnucleotides and dinucleotides permit achondroplasic cells (chondrocytes) torecover, aparently, from this pathology. In particular, the application of thedinucleotide Ap4A, permits to restore the correct calcium levels in achondroplasiccell. Moreover, this dinucleotide permits the right degradation of the FGFR3receptor, which does not downregulate properly in achondropasic chondrocytes,by facilitating the proteosomal and lysosomal pathways alter the dinucleotideapplication. Also we have discovered that the pyridoxal phosphate derivative PPADScan dramatically reduce the activation of ERK casacade which is abnormalyelevated by the achondroplasic FGFR3 receptor raising the pathology. In summary,we wish to introduce a series of new pharmacological strategies for the treatmentof achondroplasia in clear contrast with the current surgery ones

Intracellular inclusions of uncultured magnetotactic bacteria / Inclusiones intracelulares de bacterias magnetotáticas no cultivadas

Magnetotactic bacteria produce magnetic crystals in organelles called magnetosomes. The bacterial cells may also have phosphorus-containing granules, sulfur globules, or polyhydroxyalkanoate inclusions. In the present study, the ultrastructure and elemental composition of intracellular inclusions from uncultured magnetotactic bacteria collected in a marine environment are described. Magnetosomes contained mainly defect-free, single magnetite crystals with prismatic morphologies. Two types of phosphorus-containing granules were found in magnetotactic cocci. The most common consisted of phosphorus-rich granules containing P, O, and Mg; and sometimes also C, Na, Al, K, Ca, Mn, Fe, Zn, and small amounts of S and Cl were also found. In phosphorus-sulfur-iron granules, P, O, S, Na, Mg, Ca, Fe, and frequently Cl, K, and Zn, were detected. Most cells had two phosphorus-rich granules, which were very similar in elemental composition. In rod-shaped bacteria, these granules were positioned at a specific location in the cell, suggesting a high level of intracellular organization. Polyhydroxyalkanoate granules and sulfur globules were less commonly seen in the cells and had no fixed number or specific location. The presence and composition of these intracellular structures provide clues regarding the physiology of the bacteria that harbor them and the characteristics of the microenvironments where they thrive (AU)

Las bacterias magnetotácticas producen cristales magnéticos en orgánulos llamados magnetosomas. Además, pueden contener gránulos de fósforo, glóbulos de azufre o inclusiones de polihidroxialcanoatos. En este estudio se describe la ultraestructura y la composición elemental de las inclusiones intracelulares de bacterias magnetotácticas no cultivables extraídas de un medio marino. Los magnetosomas contenían principalmente cristales de magnetita individuales de morfología prismática sin defectos. En los cocos magnetotácticos se encontraron dos tipos de gránulos que contenían fósforo. Los más frecuentes fueron los gránulos ricos en fósforo que contenían P, O, Mg y, a veces también, C, Na, Al, K, Ca, Mn, Fe, Zn y pequeñas cantidades de S y Cl. En los gránulos de fósforo-azufre-hierro se detectó P, O, S, Na, Mg, Ca, Fe, y con frecuencia Cl, K y Zn. La mayoría de las células tenían dos gránulos ricos en fósforo, cuya composición elemental era muy parecida. En las bacterias de forma bacilar, estos gránulos estaban situados en determinados lugares de la célula, sugiriendo un alto nivel de organización intracelular. Los gránulos de polihidroxialcanoatos y los glóbulos de azufre eran menos frecuentes y no mostraban ninguna localización especial dentro de la célula ni tenían un número fijo. La presencia y composición de estas estructuras intracelulares proporciona pistas sobre la fisiología de la bacteria que las hospeda y sobre las características de los microambientes donde se desarrollan (AU)