Estudio de la interacción hospedante-patógeno entre plantas y el virus de Mal de Río Cuarto (MRCV)

Llauger, Gabriela

Registro:

Documento:	Tesis Doctoral
Disciplina:	biologia
Título:	Estudio de la interacción hospedante-patógeno entre plantas y el virus de Mal de Río Cuarto (MRCV)
Título alternativo:	Study on the plant-pathogen interaction between plants and Mal de Río Cuarto virus (MRCV)
Autor:	Llauger, Gabriela
Editor:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Filiación:	Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) Castelar. Centro de Investigaciones en Ciencias Veterinarias y Agrícolas. Instituto de Biotecnología (CICVyA)
Publicación en la Web:	2018-12-15
Fecha de defensa:	2015-04-09
Fecha en portada:	2015
Grado Obtenido:	Doctorado
Título Obtenido:	Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas
Director:	Vas, Mariana del
Consejero:	Hopp, Horacio Esteban
Jurado:	Heinz, Ruth; García, María Laura; Zelada, Alicia
Idioma:	Español
Palabras clave:	MAL DE RIO CUARTO VIRUS; REOVIRUS; VIROPLASMA; MONOCOTILEDONEAS; PROTEASOMAMAL DE RIO CUARTO VIRUS; REOVIRUS; VIROPLASM; MONOCOTYLEDONOUS; PROTEASOME
Formato:	PDF
Handle:	http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5767_Llauger
PDF:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n5767_Llauger.pdf
Registro:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n5767_Llauger
Ubicación:	Dep.BIO 005767
Derechos de Acceso:	Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Llauger, Gabriela. (2015). Estudio de la interacción hospedante-patógeno entre plantas y el virus de Mal de Río Cuarto (MRCV). (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5767_Llauger

Resumen:

El virus del Mal de Río Cuarto (MRCV, Fijivirus, Reoviridae) causa la principal enfermedad delmaíz en nuestro país provocando grandes pérdidas económicas. El virus es transmitido porchicharritas de la familia Delphacidae e infecta además diversas gramíneas como trigo, cebada,avena y sorgo, dando lugar a síntomas severos. El genoma del MRCV está formado por diezsegmentos de ARN doble cadena (ARNdc) que codifican para trece proteínas. Durante el ciclode infección, el MRCV replica en cuerpos de inclusión citoplasmáticos virales denominadosviroplasmas, y nuestro grupo demostró que están compuestos principalmente por la proteínano estructural P9-1 (Maroniche, 2011). Para otros reovirus se ha demostrado que losviroplasmas contienen además ARN viral y proteínas virales minoritarias junto concomponentes celulares del hospedante. Con el fin de avanzar en la comprensión de las bases moleculares de la enfermedad en primerlugar se analizaron las interacciones de las proteínas del MRCV entre sí utilizando la técnica dedoble híbrido de levaduras (Y2H). Se identificaron cuatro interacciones positivas: P6 con P6 ycon P9-1, P9-1 con P9-1, y P9-2 con P9-2. Se definieron además las regiones de P6 y de P9-1involucradas en las interacciones utilizando mutantes de deleción y se encontró que la regióncentral de P6 con un posible dominio “coiled-coil” es necesaria para la interacción consigomisma y con P9-1, mientras que los últimos 24 residuos de P9-1 intervienen en la formación dedímeros de P9-1. Estos resultados, junto con resultados previos del grupo (Maroniche, 2011),permitieron postular a P6 como componente minoritario del viroplasma e indicaron que laregión C-terminal de P9-1 sería necesaria para la formación del viroplasmas. Adicionalmente se evaluó la interacción de las proteínas virales P6, P7-2, P9-1, P9-2 y P10 conproteínas celulares que son candidatas a cumplir roles relevantes en la interacción MRCVhospedante. Ente otros resultados, se encontró que P7-2 interactúa con la proteína SKP1 (SPhase Kinase Associated Protein 1) componente del complejo E3 ligasa del sistema ubiquitinaproteasoma (UPS). Estos resultados son de gran relevancia ya que sugieren que P7-2 tiene lacapacidad de interferir con el UPS. Para continuar con la caracterización de las proteínas virales P9-1 y P6 e identificar posiblescomponentes celulares asociados con los viroplasmas, se realizaron relevamientos de una biblioteca de ADN copia (ADNc) de hoja de trigo por Y2H. Se encontró que P9-1 es capaz deinteractuar con una proteína con posible función de aldosa 1-epimerasa y otra con posiblefunción de aciltransferasa. Por su parte, P6 mostró interacción con una posible tiorredoxina. Dado que las proteínas identificadas intervienen en el metabolismo de la planta, se postulaque su interacción con proteínas virales podría estar asociada con la generación de síntomas. Finalmente se determinó que tanto P6 como P9-1 contienen potenciales motivos PEST dedegradación vía proteasoma. Se construyeron mutantes sin estos motivos y se observó unincremento en los niveles de acumulación de P6 y P9-1 mutadas en plantas, sugiriendo que los PEST serían funcionales. Si bien aún resta comprender los mecanismos precisos que subyacen a las interaccionesproteína-proteína encontradas en este trabajo de Tesis y sus consecuencias biológicas, estosresultados significan un importante avance en el conocimiento de la función y rol de lasproteínas codificadas por el MRCV, en especial de P6 y P9-1.

Abstract:

Mal de Río Cuarto virus (MRCV, Fijivirus, Reoviridae) causes the most important maize diseasein Argentina leading to great economic losses. The virus is transmitted by planthoppers fromthe Delphacidae family and also infects other grasses like wheat, rye, oat and sorghum, causingsevere symptoms. The MRCV genome is composed of ten double stranded RNA (dsRNA)segments that code for thirteen proteins. During its infection cycle, MRCV replicates incytoplasmic inclusion bodies called viroplasms, and our group has found that are mainlycomposed by the viral non-structural protein P9-1 (Maroniche, 2011). In other reovirus, theviroplasms also contain viral RNA and minor viral proteins as well as cellular components of thehost. To gain insight into the molecular basis of the disease, MRCV protein-protein interactions wereanalyzed using the yeast two-hybrid (Y2H) technique. Four positive interactions were found: P6with itself and with P9-1, P9-1 with P9-1, and P9-2 with P9-2. The regions of P6 and P9-1involved in such interactions were also identified by using deletion mutants. Through theseanalyses, it was established that the central region of P6 containing a possible coiled-coildomain is necessary for P6/P6 and P6/P9-1 interactions, whereas the last 24 residues of P9-1are involved in P9-1 dimmer formation. These results, together with previous results of ourgroup (Maroniche, 2011), allowed us to postulate P6 as a minor viroplasm component andthey also suggest that P9-1 C-terminal region is necessary for viroplasm assembly. Additionally, the interactions of viral proteins P6, P7-2, P9-1, P9-2 and P10 with cellularproteins that are proposed to have important roles in MRCV-host interaction were analyzed. Among other results, it was found that P7-2 interacts with SKP1 (S-Phase Kinase Associated Protein 1), component of E3 ligase complex of the ubiquitin-proteasome system (UPS). Theseresults are relevant because they suggest that P7-2 is able to interfere with the UPS. To further characterize P6 and P9-1 and to identify possible cellular components of theviroplasms, Y2H screenings of a wheat copy DNA (cDNA) library where carried out. Theseassays showed that P9-1 interacts with a putative aldose 1-epimerase and with a putativeacyltransferase. In addition, P6 interacts with a protein with a predicted thiorredoxin activity. Given that the identified proteins are involved in the plant metabolism, their interaction withviral proteins might be associated with symptom development. Finally, it was identified that P6 and P9-1 contain potential PEST motives for degradationthrough the UPS. P6 and P9-1 mutants without these motives showed increased proteinaccumulation in plants, suggesting that their PEST motives are functional. Although the mechanisms underlying the protein-protein interactions found in this Thesis, aswell as their biological consequences remain unknown, this study broadens the currentknowledge of the function and role of MRCV encoded proteins, in particular those of P6 and P9-1.

Citación:

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Llauger, Gabriela. (2015). Estudio de la interacción hospedante-patógeno entre plantas y el virus de Mal de Río Cuarto (MRCV). (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5767_Llauger

---------- CHICAGO ----------

Llauger, Gabriela. "Estudio de la interacción hospedante-patógeno entre plantas y el virus de Mal de Río Cuarto (MRCV)". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2015.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5767_Llauger

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