Изоляция CP-PVY-специфичных siRNA из PVY-инфицированных растений Solanum tuberosum

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Инструменты для активации резистентности сельскохозяйственных культур к вирусам в настоящее время становятся частью комплексной стратегии защиты растений. Искусственная устойчивость к вирусам посредством экспрессии белка оболочки вируса в трансгенных растениях довольно хорошо изучена. Актуальным вопросом является изучение малых РНК, вовлеченных в защитные механизмы РНК-интерференции против вирусов. Понимание роли коротких интерферирующих РНК (siRNA) в регуляции и выключении генов имеет важное значение. Вспомогательный компонент протеиназы (HC-Pro) – мультифункциональный супрессорный белок, синтезируемый вирусом картофеля Y, способен нейтрализовать защиту растений S. tuberosum путем захвата siRNA и выведения их из процесса РНК-интерференции, тем самым вызывая системное заражение растения-хозяина. Жидкостная хроматография белков в сочетании с высокоэффективным секвенированием может помочь в распознавании большого количества малых РНК, образующихся в результате деградации вирусной РНК, и идентифицировать 21–23 п.н. siRNA из PVY-инфицированных растений S. tuberosum. Нуклеопротеиновый комплекс HC-Pro/siRNA обнаружен в хроматографических фракциях с помощью антител против HC-Pro, Southern-blot указывал на наличие малых РНК в комплексе, а анализ данных глубокого секвенирования популяции малых РНК определил специфичность 21–23 п.н. siRNA к белку оболочки вируса PVY. Результаты исследований могут быть применимы в изучении внутриклеточных сигнальных молекул и стимулировать новые исследования противовирусных механизмов для разработки эффективных стратегий защиты растений от вирусов.

Об авторах

М. Ю. Сутула

Некоммерческое акционерное общество “Восточно-Казахстанский университет имени Сарсена Аманжолова”

Email: max.sutula@gmail.com
Казахстан, Усть-Каменогорск

Ж. К. Кабатаева

Некоммерческое акционерное общество “Восточно-Казахстанский университет имени Сарсена Аманжолова”

Email: max.sutula@gmail.com
Казахстан, Усть-Каменогорск

Г. К. Комекова

Некоммерческое акционерное общество “Восточно-Казахстанский университет имени Сарсена Аманжолова”

Email: max.sutula@gmail.com
Казахстан, Усть-Каменогорск

Т. С. Хоснутдинова

Некоммерческое акционерное общество “Восточно-Казахстанский университет имени Сарсена Аманжолова”

Email: max.sutula@gmail.com
Казахстан, Усть-Каменогорск

Е. А. Жакманова

Некоммерческое акционерное общество “Восточно-Казахстанский университет имени Сарсена Аманжолова”

Автор, ответственный за переписку.
Email: max.sutula@gmail.com
Казахстан, Усть-Каменогорск

Список литературы

  1. Loebenstein G., Manadilova A. Virus and virus-like diseases of major crops in developing countries // Springer, Dordrecht, Netherlands. 2003. P. 195. https://doi.org/10.1007/978-94-007-0791-7_8
  2. Chikh-Ali M., Tran L.T., Price W.J., Karasev A.V. Effects of the age-related resistance to potato virus Y in potato on the systemic spread of the virus, incidence of the potato tuber necrotic ringspot disease, tuber yield, and translocation rates into progeny tubers // Plant Disease. 2020. V. 104. P. 269. https://doi.org/10.1094/PDIS-06-19-1201-RE
  3. Ghildiyal M., Zamore P.D. Small silencing RNAs: an expanding universe // Nat. Rev. Genet. 2009. V. 10. P. 94. https://doi.org/10.1038/nrg2504
  4. Bushra T., Idrees A.N., Usman A., Tayyab H. How RNA interference combat viruses in plants // Functional Genomics. 2012. V. 6. P. 113. https://doi.org/10.5772/51870
  5. Carthew R.W., Sontheimer E.J. Origins and mechanisms of miRNAs and siRNAs // Cell. 2009. V. 136. P. 642. https://doi.org/10.1016/j.cell.2009.01.035
  6. Dunoyer P., Himber C., Voinnet O. DICER-LIKE 4 is required for RNA interference and produces the 21-nucleotide small interfering RNA component of the plant cell-to-cell silencing signal // Nat. Genet. 2005. V. 37. P. 1356. https://doi.org/10.1038/ng1675
  7. Omarov R., Sparks K., Smith L., Zindovic J., Scholthof H.B. Biological relevance of a stable biochemical interaction between the tombusvirus-encoded P19 and short interfering RNAs // J. Virol. 2006. V. 80. P. 3000. https://doi.org/10.1128/JVI.80.6.3000-3008.2006
  8. Li F., Ding S. Virus counterdefense: diverse strategies for evading the RNA-silencing immunity // Annu. Rev. Microbiol. 2006. V. 60. P. 503. https://doi.org/10.1146/annurev.micro.60.080805.142205
  9. Sutula M.Y., Akbassova A.Z., Yergaliev T.M., Nurbekova Zh.A., Mukiyanova G.S., Omarov R.T. Endowing plants with tolerance to virus infection by their preliminary treatment with short interfering RNAs // Russ. J. Plant Physiol. 2017. V. 64. P. 939. https://doi.org/10.1134/S1021443717060103
  10. Valli A.A., Gallo A., Rodamilans B., Lopez-Moya J.J., García J.A. The HCPro from the Potyviridae family: an enviable multitasking Helper Component that every virus would like to have // Molecular plant pathology. 2018. V. 19. P. 744. https://doi.org/10.1111/mpp.12553
  11. Shiboleth Y.M., Haronsky E., Leibman D., Arazi T., Wassenegger M., Whitham S.A., Gaba V., Gal-On A. The conserved FRNK box in HC-Pro, a plant viral suppressor of gene silencing, is required for small RNA binding and mediates symptom development // J. Virol. 2007. V. 81. P. 13135. https://doi.org/10.1128/JVI.01031-07
  12. Rawlings R.A., Krishnan V., Walter N.G. Viral RNAi suppressor reversibly binds siRNA to outcompete Dicer and RISC via multiple turnover // J. Mol. Biol. 2011. V. 408. P. 262. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2011.02.038
  13. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiol Plant. 1962. V. 15. P. 473. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
  14. Coskun O. Separation techniques: Chromatography // North Clin Istanb. 2016. V. 3. P. 156. https://doi.org/10.14744/nci.2016.32757
  15. Toni L.S., Garcia A.M., Jeffrey D.A., Jiang X., Stauffer B.L., Miyamoto Sh.D., Sucharov C.C. Optimization of phenol-chloroform RNA extraction // MethodsX. 2018. V. 5. P. 599. https://doi.org/10.1016/j.mex.2018.05.011
  16. Plisson C., Drucker M., Blanc S., German-Retana S., Le Gall O., Thomas D., Bron P. Structural characterisation of HC-Pro, a plant virus multifunctional protein // J. Biol. Chem. 2003. V. 278. P. 23753. https://doi.org/10.1074/jbc
  17. McCue K.F., Ponciano G., Rockhold D.R., Whitworth J.L., Gray S.M., Fofanov Yu., Belknap W.R. Generation of PVY Coat Protein siRNAs in Transgenic Potatoes Resistant to PVY // American J. Potato Res. 2012. V. 89. https://doi.org/10.1007/s12230-012-9257-0
  18. Del Toro F.J., Donaire L., Aguilar E., Chung B.N., Tenllado F., Canto T. Potato virus Y HCPro suppression of antiviral silencing in Nicotiana benthamiana plants correlates with its ability to bind in vivo to 21- and 22-nucleotide small RNAs of viral sequence. J. Virol. 2017. V. 91. https://doi.org/10.1128/JVI.00367-17

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (201KB)
Метаданные

© М.Ю. Сутула, Ж.К. Кабатаева, Г.К. Комекова, Т.С. Хоснутдинова, Е.А. Жакманова, 2023