Tesis doctoral de Germán Eugenio Martínez Arias
Los viroides son los patógenos de plantas conocidos con menor complejidad biológica. En los últimos años han sido descritos como agentes infecciosos de un gran numero de especies (tanto herbáceas como leñosas) de interés agronómico. Su estudio, aparte del interés agro-económico que puede reportar, resulta atractivo por el hecho de que representa el modelo más simple para estudiar las interacciones entre patógenos de rna y sus huéspedes. Como estos organismos no poseen capacidad descrita para codificar proteínas, todas las fases de su ciclo vital, así como la respuesta patogénica inducida durante su infección, son estrictamente dependientes de su interacción con factores del huésped. La visión clásica del proceso de patogénesis viroidal asume que las alteraciones inducidas en la planta durante la infección son consecuencia de la competencia huésped-patógeno por factores celulares implicados en la transcripción, el movimiento célula a célula y/o el movimiento sistémico del viroide. Sin embargo, una serie de resultados obtenidos en estudios previos sugieren que posiblemente la respuesta de silenciamiento de rna del huésped frente a estos patógenos sea la responsable del proceso de patogénesis asociado con la infección viroidal. En el presente trabajo se ha tratado de estudiar la relación entre dicho mecanismo de silenciamiento de rna y la patogénesis viroidal (en concreto de hsvd). el primer paso, reflejado en el capítulo 1 de esta tesis, fue el caracterizar las alteraciones en el desarrollo inducidas por hsvd en plantas transgénicas de n.Benthamiana. En regla general, el análisis de las alteraciones fenotípicas en plantas de n.Benthamiana que expresaban formas diméricas de hsvd confirmó su similitud con los síntomas asociados a la infección del viroide en sus huéspedes naturales, justificando en consecuencia emplear el sistema hsvd/nicotiana benthamiana como modelo para el estudio del proceso de patogénesis inducido por los viroides nucleares. ante la serie de resultados contradictorios que existían en la literatura sobre la implicación del silenciamiento de rna en la patogénesis viroidal, consideramos que era necesario aportar nuevas evidencias que permitieran arrojar luz sobre esta relación de una manera directa, esto es, estudiando la interacción entre componentes fundamentales de la maquinaria de silenciamiento de rna y los viroides. Para realizar este análisis (capítulo 2) estudiamos 2 variables que afectan al silenciamiento de rna: una bioquímica, la actividad rdr6, y otra ambiental, la temperatura. Los resultados nos indican que en la interacción hsvd-n.Benthamiana la expresión de síntomas es unproceso ligado al silenciamiento de rna mediado por rdr6 e independiente de los niveles de acumulación del patógeno en la planta, aportando la primera evidencia experimental directa sobre la existencia de una estrecha relación entre la patogénesis viroidal y el silenciamiento de rna específico de viroides, que había sido previamente sugerida por diversos autores. con la finalidad de profundizar en la biogénesis de los vd-srnas llevamos a cabo un experimento de secuenciación masiva de vd-srnas en dos tejidos diferentes de cucumis sativus (huésped natural para hsvd), hoja y exudado floemático. Estos datos, expuestos en el capítulo 3, indican que los vd-srnas se originan por la acción jerarquizada de diversas dcls sobre un dsrna complementario generado a partir de un precursor lineal y no de la molécula madura. Además, los datos de la librería generada a partir de srnas derivados de exudado floemático indican una distribución diferencial de tamaño y secuencia en este tejido. pese a todos los reportes existentes acerca de cómo diversos patógenos afectan el balance de mirnas en la planta, no existían estudios dedicados a analizar en profundidad como el proceso de infección viroidal altera los niveles este tipo de reguladores en el huésped. Teniendo en cuenta que, además, no habían sido caracterizados en esta especie, nuestro primer objetivo fue realizar un inventario de los srnas endógenos de pepino así como una caracterización de los mirnas encontrados y sus potenciales precursores (capítulo 4). Con esta caracterización, disponíamos de un marco de referencia para poder analizar las alteraciones en este grupo de riboreguladores asociadas al proceso infeccioso inducido por hsvd (capítulo 5). Los resultados obtenidos nos permitieron identificar 4 tipos diferentes de alteraciones inducidas por el hsvd durante la infección: a) alteración del perfil general de srnas, siendo la familia de 21 nts la de mayor acumulación en planta infectada, b) represión y sobrexpresión de un grupo de mirnas, c) expresión diferencial en planta infectada de un grupo de mirnas específicos de pepino, y d) alteración en la eficiencia de procesamiento de los mirnas de planta enferma en general. Finalmente, concluimos con el análisis bioinformático de la capacidad de los vd-srnas de regular la expresión de genes endógenos de la planta. En su gran mayoría los potenciales targets coinciden con genes relacionados con procesos de desarrollo, metabolismo de proteínas, respuesta a estrés, regulación de la trascripción, biogénesis celular, etc. Esto permite especular sobre la existencia de una relación directa en la regulación negativa de algunos de estos genes mediada por los vd-srnas y los síntomas comúnmente observados en una planta infectada.
Datos académicos de la tesis doctoral «Relación entre el silenciamiento de rna y la patogénesis inducida por un viroide con replicación nuclear«
- Título de la tesis: Relación entre el silenciamiento de rna y la patogénesis inducida por un viroide con replicación nuclear
- Autor: Germán Eugenio Martínez Arias
- Universidad: Politécnica de Valencia
- Fecha de lectura de la tesis: 15/07/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Gustavo Germán Gómez
- Tribunal
- Presidente del tribunal: vicente Conejero tomás
- Jesús Navas castillo (vocal)
- cesar Llave correas (vocal)
- eduardo Rodríguez bejarano (vocal)