Tesis doctoral de Adrian Alejandro Valli
Silenciamiento de rna, defensa frente a infecciones virales y supresores de silenciamiento. el término silenciamiento de rna, de manera colectiva, hace referencia a diversas vías que controlan, mediante regulación de la expresión génica, una gran variedad de procesos fisiológicos, tales como patrones de desarrollo, respuestas a condiciones de estrés, mantenimiento de la estabilidad génica y defensa frente a ácidos nucleicos invasores, en animales, plantas y hongos. Estos sistemas de regulación se activan por moléculas de rna de banda doble, total o parcialmente complementarias, que son procesadas por enzimas de tipo rnasa iii pertenecientes a la familia dicer para producir pequeños (aproximadamente 21-24 nt) rnas bicatenarios con 2 nt colgantes en sus extremos 3¿. Estas pequeñas moléculas se asocian luego con complejos efectores que contienen una proteína de la familia argonaute, para guiarlos, por complementariedad de bases, hacia los genes diana (baulcombe, 2005). Estos complejos ribonucleoproteicos pueden producir silenciamiento post-transcripcional, mediado por un corte específico, desestabilización o represión de la traducción de los rnas diana, o inducir cambios epigenéticos y remodelación de la cromatina inhibiendo así la transcripción (ghildiyal & zamore, 2009; vaucheret, 2008; verdel et al., 2004). existen varios tipos de rnas pequeños, los cuales se clasifican según su biogénesis. En plantas, por ejemplo, existen principalmente dos clases: micrornas y rnas pequeños interferentes [small interfering (si)rnas](chen, 2009). Nuestro conocimiento acerca del silenciamiento de rna en plantas deriva ampliamente de los análisis realizados en la planta modelo a. Thaliana. En este organismo, la maquinaria de silenciamiento está formada por: i) cuatro proteínas de tipo dicer, ii) diez proteínas de la familia argonaute y iii) seis rna polimerasas dependientes de rna, que están implicadas en la amplifican del sistema. Trabajos realizados con este organismo muestran cómo las diversas vías de silenciamiento de rna están formadas por diferentes combinaciones de módulos que incluyen un número limitado de componentes que actúan de manera parcialmente redundante constituyendo redes complejas altamente reguladas que actúan sobre el mrna o la cromatina. está bien establecido que el silenciamiento de rna actúa en plantas como respuesta inmune frente a infecciones virales (mlotshwa et al., 2008b). Tanto en la infección de virus con genoma de dna como en la de aquellos con genoma de rna la maquinaria de silenciamiento del huésped produce sirnas virales que dirige a los complejos efectores para degradar a los ácidos nucleicos invasores. Por su parte, los virus han tenido que evolucionar para poder escapar de esta barrera defensiva y ser capaces de establecer una infección. En el año 1998 tres grupos de manera independiente descubrieron que la proteína potyviral hcpro suprimía el silenciamiento de rna (anandalakshmi et al., 1998; brigneti et al., 1998; kasschau & carrington, 1998). Diferentes aproximaciones se han utilizado desde ese momento para identificar un gran número de factores virales con la misma capacidad que hcpro, indicando que la expresión de proteínas con actividad supresora de silenciamiento es una estrategia común empleada por los virus para evadir esta respuesta inmune de las plantas. los supresores de silenciamiento no tienen secuencias de aminoácidos conservadas ni evidentes similitudes estructurales. Esta clara divergencia sugiere que han surgido en eventos evolutivos recientes e independientes. Sólo se han llevado a cabo estudios detallados de los mecanismos moleculares de supresión de silenciamiento para unas pocas proteínas supresoras, pero todo apunta a que estos factores virales tienen mecanismos de acción muy específicos. la familia potyviridae de virus de plantas: la familia potyviridae es probablemente el grupo más grande de virus de plantas (berger et al., 2005). Incluye al género potyvirus con sus más de cien miembros definidos (y con el mismo numero de miembros tentativos), caracterizados por ser transmitidos por pulgones. Los otros virus con genoma monopartido de la familia están distribuidos en los géneros macluravirus, también transmitidos por pulgones, ipomovirus, transmitidos por mosca blanca, y rymovirus y tritimovirus, transmitidos por ácaros. Los miembros del género bymovirus, el restante género de la familia, tienen genoma bipartito y se transmiten por plasmodióforos. Virtualmente, cualquier cultivo de uso agronómico puede sufrir pérdidas causadas por uno o más miembros de esta gran grupo viral, rasgo que le da a la familia potyviridae un gran interés socioeconómico. los virus de la familia potyviridae tienen un genoma de rna de cadena sencilla y polaridad positiva con un tamaño que va, para los miembros monopartidos, desde 8.2 hasta 11 kb. El rna genómico tiene una cola de poli a en su extremo 3¿, y a diferencia de los mrnas celulares, presenta una proteína viral unida covalentemente a su extremo 5¿ (vpg) en lugar de una estructura ¿cap¿ (riechmann et al., 1992). El genoma de los potyvirus se encapsida en viriones helicoidales flexibles de una longitud de entre 680 y 900 nm y una anchura entre 11 y 15 nm, que están formados por unas 2.000 unidades de un único tipo de proteína estructural (cp) (shukla et al., 1994). el rna genómico de los potyvirus tiene un marco de lectura abierto que se traduce en una poliproteína de gran tamaño, que se procesa proteolíticamente por proteasas vírales. Así pues, los potyvirus son similares en cuanto a estructura genómica y estrategia de expresión al resto de miembros del súper grupo de virus tipo picorna. En la mayoría de los miembros monopartidos de la familia, los siguientes productos forman la poliproteína viral (desde el n- hasta el c-terminal): p1, hcpro, p3, 6k1, ci, 6k2, nia(vpg+pro), nib y cp. Adicionalmente, un producto viral llamado p3+pipo, embebido en la región de p3 y generado por un cambio en el marco de lectura, es producido. De manera sorpresiva, se han hallado recientemente excepciones en la estructura genómica de algunos virus aún incluidos en el género ipomovirus, los cuales carecen en su genoma de la región que codifica a la proteína hcpro (janssen et al., 2005; li et al., 2008; mbanzibwa et al., 2009). inicialmente, hcpro fue considerada la única proteína de los virus de la familia potyviridae con actividad supresora del silenciamiento, por lo que se asumió que era esencial para todos ellos. La primera evidencia de la existencia de la divergencia genética marcada por la ausencia de hcpro se descubrió al analizar la secuencia del genoma de cvyv, en donde además se observó la existencia de un cistrón extremadamente largo para la proteína p1 (janssen et al., 2005). Con estos antecedentes, el objetivo general de este trabajo de tesis doctoral fue identificar y caracterizar las proteínas virales codificadas en el extremo 5¿ de los genomas virales de diferentes potyvirus, y determinar sus contribuciones a la supresión de la respuesta defensiva de la planta basada en silenciamiento de rna. Yo estaba especialmente interesado en entender cómo diferentes virus tan íntimamente relacionados dependían de proteínas tan diversas para contraatacar a la planta.
Datos académicos de la tesis doctoral «Rna silencing suppression, a novel function for p1 serine proteases of viruses of the family potyviridae«
- Título de la tesis: Rna silencing suppression, a novel function for p1 serine proteases of viruses of the family potyviridae
- Autor: Adrian Alejandro Valli
- Universidad: Autónoma de Madrid
- Fecha de lectura de la tesis: 02/11/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Juan Antonio Garcia Alvarez
- Tribunal
- Presidente del tribunal: ricardo Flores pedauye
- Juan José López-moya gómez (vocal)
- Ana montserrat Martin hernandez (vocal)
- (vocal)