Localización subcelular e interacciones moleculares de la proteína 2b del virus del mosaico del pepino: su relevancia en la función supresora de silenciamiento génico

Abstract

El silenciamiento génico es una importante resistencia de las plantas frente a los virus que limita su acumulación y su dispersión a nivel celular, local y sistémico. Los virus vegetales han desarrollado proteínas con actividad supresora del silenciamiento de RNA que pueden interferir con esta defensa en diferentes puntos; algunos supresores virales unen y secuestran directamente los RNAs pequeños (small RNAS, sRNAs) que dirigen el silenciamiento hacia dianas específicas previniendo su incorporación a los complejos de silenciamiento inducido por RNA (RNA-induced silencing complex, RISCs) y su acción degradadora de RNAs virales de secuencia complementaria, mientras que otros interaccionan con componentes proteicos de la maquinaria de silenciamiento inhibiendo su función o degradándolos. En algunos casos un mismo supresor puede actuar de ambas maneras. El Virus del mosaico del pepino (Cucumber mosaic virus, CMV) es un virus de RNA ampliamente distribuido que causa importantes pérdidas en especies agrícolas y ornamentales. Se han diferenciado diferentes clados filogenéticos según la secuencia del gen 2b que codifica la proteína 2b: los subgrupos IA y IB causan síntomas severos en plantas mientras que en el subgrupo II son más leves. La proteína 2b tiene función supresora de silenciamiento y es un conocido determinante de patogenicidad de este virus. Con anterioridad a este trabajo varios grupos de investigación habían postulado que la actividad supresora de silenciamiento de esta proteína requería de su localización nuclear (Lucy et al. 2000. EMBO 19, 1672), de su interacción con determinadas proteínas argonauta (AGO1: Zhang et al. 2006b. Genes & Dev. 20, 3255) o de su unión a sRNAs (Goto et al. 2007. Plant Cell Physiol. 48, 1050). El trabajo que se presenta en esta tesis doctoral ha pretendido contribuir a determinar la importancia relativa que tienen en la supresión del silenciamiento antiviral la localización subcelular nuclear, y sus interacciones con factores de la maquinaria del silenciamiento antiviral (proteínas AGO o RNAs pequeños de secuencia viral) de la proteína 2b de la cepa Fny del subgrupo IA de CMV...Gene silencing is an important resistance of plants against viruses that limits their accumulation and dispersión at the celular, local and systemic levels. Plant viruses have co-evolved proteins with suppression of RNA silencing functions that can interfer this defense at different points; some viral suppressors directly bind and sequester the small RNAs (sRNAs) that direct silencing to specific sequence targets, thus preventing their incorporation into the RNA-Induced Silencing Complexes (RISCs) and their degrading action on viral RNA targets of complementary sequence. Others interact with protein components of the silencing machinery inhibiting their functions or degrading them. In some other cases, the same suppressor can acts in both manners. Cucumber mosaic virus (CMV) is an RNA virus of cosmopolite distribution that causes important losses to agricultural and ornamental crops. Different phylogenetic clades have been established based on the sequence of the 2b gene that encodes the 2b protein: subgroups IA and IB cause severe symptoms in plants while those of subgroup II are less severe. The 2b protein has silencing suppressor activity and it is a known pathogenicity determinant in this virus. Prior to this work, several research groups had postulated that its suppression of silencing activity required nuclear localization (Lucy et al. 2000. EMBO 19, 1672), interaction with some argonaute proteins (AGO1: Zhang et al. 2006b. Genes & Dev. 20, 3255) or binding to sRNAs (Goto et al. 2007. Plant Cell Physiol. 48, 1050). The work presented in this PhD Thesis was aimed at contributing to determine the relative importance that for silencing suppression the nuclear subcellular localization and its interaction with host factors from the silencing machinery (AGO proteins or small RNAs of viral sequence RNAs) had in a 2b protein from a subgroup IA Fny-CMV strain...