Estudian los mecanismos que utilizan los virus para infectar plantas
Un equipo de investigación –integrado por especialistas del INTA y del Conicet– demostró cómo pueden los virus moverse largas distancias dentro de las plantas y cómo contrarrestan las respuestas de defensa durante las infecciones. Esta información es de vital importancia para comprender los procesos fisiológicos de interés productivo, orientados al mejoramiento genético. La investigación fue publicada en la revista internacional The Plant Journal.
En la actualidad, científicos de instituciones de ciencia y técnica de todo el mundo ponen el foco en el estudio de los virus humanos, pero poco se conoce sobre el primer virus que se descubrió en la historia. Se trata del virus del mosaico del tabaco (TMV, por sus siglas en inglés). Fue identificado en el siglo XIX y jugó un papel clave en el desarrollo de la virología.
El grupo de Inmunidad Vegetal y Epigenética del Estrés del Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (Iabimo) del INTA – Conicet se enfoca en el estudio de los mecanismos que le permiten al virus moverse larga distancias entre los órganos de la planta. En este sentido, el equipo de investigadores, liderado por Sebastian Asurmendi –biólogo y especialista en infecciones virales de plantas– pudo explicar por qué el virus del mosaico del tabaco requiere de la cápside –cubierta viral– para poder moverse entre órganos.
Para este propósito, utilizaron un virus mutante que carece del gen que codifica la proteína de la cápside y, por lo tanto, no puede moverse sistémicamente. Cuando las plantas fueron inoculadas con el virus mutante, solo un pequeño número presentó el virus en tejidos distales en el sitio de la infección. Sin embargo, cuando el equipo simuló el rol de la proteína de la cubierta –a través de distintas estrategias– e inocularon al virus mutante, el virus pudo moverse sistémicamente en la mayoría de las plantas.
“Las evidencias reunidas indican que el rol de la proteína de la cápside es necesario para el movimiento a larga distancia en la planta”, señaló Andrea Laura Venturuzzi, becaria posdoctoral del IABIMO y primera autora del trabajo.
“A partir de estudiar este virus, del género Tobamovirus, se pudo identificar una red génica implicada en la defensa, modulada negativamente por la expresión de la proteína de la cápside del virus del mosaico del tabaco”, expresó María Cecilia Rodríguez, becaria posdoctoral IABIMO y co-primera autora del trabajo.
El trabajo, publicado recientemente en la revista internacional especializada en biología vegetal The Plant Journal se basó en el estudio de la interacción entre las plantas y los Tobamovirus para conocer la forma en que los virus se mueven dinámicamente largas distancias –entre órganos– y cómo la inmunidad de las plantas modula el movimiento sistémico viral. De la investigación también participaron Gabriela Conti, Melisa Leone, María Del Pilar Caro, Juan Francisco Montecchia, Diego Zavallo y Sebastian Asurmendi.
Venturuzzi: “Las evidencias reunidas indican que el rol de la proteína de la cápside es necesario para el movimiento a larga distancia en la planta”.
Genes que intervienen en el movimiento
Para observar el efecto de la proteína de la cápside –CP– en el movimiento sistémico del virus se utilizaron plantas con genes silenciados para al gen NPR1 (gen maestro de la inmunidad mediada por ácido salicílico). A partir ello pudieron inferir que NPR1 es un gen sobre el cual la modulación negativa de la CP ejerce un rol sobre la inmunidad de la planta que permite el movimiento sistémico del virus.
Según el trabajo publicado, las proteínas virales alteran las respuestas de defensa de las plantas a través de señalización por hormonas. La proteína CP cumple la función de disminuir la vía de ácido salicílico (hormona implicada la señalización de la respuesta inmune que permite la restricción de infecciones sistémicas en plantas), lográndolo por medio de la estabilización de las proteínas DELLA. Esta últimas están involucradas en muchos procesos fisiológicos y de desarrollo de las plantas, jugando un papel importante en lo que implica el movimiento viral.
Las proteínas virales alteran las respuestas de defensa de las plantas a través de señalización por hormonas.
De acuerdo con la investigación, “los datos nos proporcionan información sobre los mecanismos que utilizan los virus para contrarrestar las respuestas de defensa de las plantas durante las infecciones”, reconocieron Venturuzzi y Rodríguez.
En la actualidad, científicos de instituciones de ciencia y técnica de todo el mundo ponen el foco en el estudio de los virus humanos, pero poco se conoce sobre el primer virus que se descubrió en la historia. Se trata del virus del mosaico del tabaco (TMV, por sus siglas en inglés). Fue identificado en el siglo XIX y jugó un papel clave en el desarrollo de la virología.
El grupo de Inmunidad Vegetal y Epigenética del Estrés del Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (Iabimo) del INTA – Conicet se enfoca en el estudio de los mecanismos que le permiten al virus moverse larga distancias entre los órganos de la planta. En este sentido, el equipo de investigadores, liderado por Sebastian Asurmendi –biólogo y especialista en infecciones virales de plantas– pudo explicar por qué el virus del mosaico del tabaco requiere de la cápside –cubierta viral– para poder moverse entre órganos.
Para este propósito, utilizaron un virus mutante que carece del gen que codifica la proteína de la cápside y, por lo tanto, no puede moverse sistémicamente. Cuando las plantas fueron inoculadas con el virus mutante, solo un pequeño número presentó el virus en tejidos distales en el sitio de la infección. Sin embargo, cuando el equipo simuló el rol de la proteína de la cubierta –a través de distintas estrategias– e inocularon al virus mutante, el virus pudo moverse sistémicamente en la mayoría de las plantas.
“Las evidencias reunidas indican que el rol de la proteína de la cápside es necesario para el movimiento a larga distancia en la planta”, señaló Andrea Laura Venturuzzi, becaria posdoctoral del IABIMO y primera autora del trabajo.
“A partir de estudiar este virus, del género Tobamovirus, se pudo identificar una red génica implicada en la defensa, modulada negativamente por la expresión de la proteína de la cápside del virus del mosaico del tabaco”, expresó María Cecilia Rodríguez, becaria posdoctoral IABIMO y co-primera autora del trabajo.
El trabajo, publicado recientemente en la revista internacional especializada en biología vegetal The Plant Journal se basó en el estudio de la interacción entre las plantas y los Tobamovirus para conocer la forma en que los virus se mueven dinámicamente largas distancias –entre órganos– y cómo la inmunidad de las plantas modula el movimiento sistémico viral. De la investigación también participaron Gabriela Conti, Melisa Leone, María Del Pilar Caro, Juan Francisco Montecchia, Diego Zavallo y Sebastian Asurmendi.
Venturuzzi: “Las evidencias reunidas indican que el rol de la proteína de la cápside es necesario para el movimiento a larga distancia en la planta”.
Genes que intervienen en el movimiento
Para observar el efecto de la proteína de la cápside –CP– en el movimiento sistémico del virus se utilizaron plantas con genes silenciados para al gen NPR1 (gen maestro de la inmunidad mediada por ácido salicílico). A partir ello pudieron inferir que NPR1 es un gen sobre el cual la modulación negativa de la CP ejerce un rol sobre la inmunidad de la planta que permite el movimiento sistémico del virus.
Según el trabajo publicado, las proteínas virales alteran las respuestas de defensa de las plantas a través de señalización por hormonas. La proteína CP cumple la función de disminuir la vía de ácido salicílico (hormona implicada la señalización de la respuesta inmune que permite la restricción de infecciones sistémicas en plantas), lográndolo por medio de la estabilización de las proteínas DELLA. Esta últimas están involucradas en muchos procesos fisiológicos y de desarrollo de las plantas, jugando un papel importante en lo que implica el movimiento viral.
Las proteínas virales alteran las respuestas de defensa de las plantas a través de señalización por hormonas.
De acuerdo con la investigación, “los datos nos proporcionan información sobre los mecanismos que utilizan los virus para contrarrestar las respuestas de defensa de las plantas durante las infecciones”, reconocieron Venturuzzi y Rodríguez.
Lograron demostrar así que las proteínas DELLA contribuyen al movimiento de una cepa de virus del mosaico de tabaco (TMV, siglas en inglés) deficiente en CP. Y, a su vez, reconocer que el papel de TMV CP en el transporte a larga distancia puede estar relacionado con su capacidad para estabilizar en las plantas las proteínas DELLA y modular las respuestas mediadas por ácido salicílico de manera negativa.
Por su parte, Sebastián Asurmendi, explicó que “en el futuro, el objetivo es estudiar estos diferentes actores con más detalle para establecer sus funciones moleculares”. Están especialmente interesados en comprender cómo la proteína CP estabiliza las proteínas DELLA.
Las proteínas DELLA actualmente son objetivo para los fitomejoradores debido a su rol en muchos procesos fisiológicos de interés productivo. El hecho de que también jueguen un papel en el movimiento viral implica que las manipulaciones genéticas de DELLA podría afectar la inmunidad de las plantas.
Asurmendi: “En el futuro, el objetivo es estudiar estos diferentes actores con más detalle para establecer sus funciones moleculares”.
