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Previous issue date: 2017-07-21 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Recentemente, uma nova camada de defesa antiviral foi caracterizada em Arabidopsis thaliana, que é mediada pelo receptor NIK (NSP-Interacting Kinase) e protege a planta contra begomovirus. Quando a planta é infectada por um vírus, NIK1 oligomeriza com outro receptor imune ou com NIK1 para transfosforilar um ao outro e consequentemente, ativar o domínio cinase de NIK1. NIK1 é capaz de se ligar a proteína ribossomal L10 (RPL10), e é capaz de mediar sua fosforilação e subsequente translocação ao núcleo, onde RPL10 interage com LIMYB (L10-interacting Myb domain-containing protein) para regular negativamente a expressão de genes de proteínas ribossomais, levando a supressão global da tradução. Os mRNAs virais não são capazes de escapar ao mecanismo de regulação de tradução do hospedeiro, aumentando assim a resistência contra begomovirus. A proteína viral NSP interage com NIK1 e inibe sua atividade cinase, aumentando a patogenicidade do begomovírus em seu hospedeiro. Foi demonstrado em trabalhos anteriores que o mutante NIK1-T474D é um excelente alvo para engenharia genética, pois é constitutivamente ativada em linhagens transgênicas. Nesse trabalho, primeiramente foi realizado a reconstrução in silico da via de sinalização antiviral mediada por NIK1 em tomateiro, identificando possíveis componentes homólogos dessa via. Em seguida, foi examinada a possibilidade do duplo mutante T474D-T469A de conferir resistência contra begomovírus em linhagens transgênicas de tomateiro. Além disso, a linhagem transgênica NIK1-T474D-T469A foi transformada com o componente a jusante da via de sinalilzação antiviral, LIMYB de Arabidopsis, e examinamos o efeito da reconstituição dessa via de defesa durante a infecção viral. Os resultado dessa investigação indicam que a expressão de NIK1-T474D/T469A em linhagens transgênicas de tomateiro foi efetiva para suprimir a expressão de genes ribossomais, indicando que o duplo mutante é constitutivamente ativado em tomateiro. Além disso, a expressão de LIMYB em combinação com NIK1-T469A/T474D promoveu um efeito aditivo na repressão dos genes de proteínas ribossomais, possivelmente revelando uma melhorestratégia para obtenção de resistência a begomovírus. Para averiguar essa hipótese, as linhagens transgênicas foram desafiadas com os begomovírus de tomateiro ToYSV e ToSRV e a infecção foi monitorada por meio de sintomatologia e quantificação do DNA viral. Os resultados demonstraram que a expressão de NIK1-T469A/T474D em combinação com LIMYB é potencialmente um alvo melhor para modificar geneticamente genótipos suscetíveis. / Recently, a new layer of antiviral defenses was characterized in Arabidopsis thaliana, which is mediated by the immune receptor NIK (NSP-Interacting Kinase) and protects plants against begomoviruses. Upon virus infection, NIK1 oligomerizes with itself or another immune receptor to transphosphorylate one another and to activate the NIK1 kinase domain. Activated NIK1 mediates the phosphorylation of the ribosomal protein L10 (RPL10) and subsequent translocation to the nucleus, where RPL10 interacts with LIMYB (L10-interacting Myb domain-containing protein) to down-regulate the expression of ribosomal protein genes, leading to global translation suppression. The viral mRNAs are not able to escape this host translation regulatory mechanism enhancing host resistance against begomoviruses. The viral protein NSP interacts with NIK1 and inhibits its kinase activity, increasing the pathogenicity of begomoviruses by their hosts. We have previously demonstrated that the NIK1 mutant T474D is an excellent target for engineering begomovirus resistance because it is constitutively activated in transgenic lines. In this investigation, we first reconstructed in silico the NIK1-mediated antiviral signaling in tomato by identifying the tomato homologs of the components of the signaling pathway. Then, we examined the property of the double mutant T474D-T469A to confer resistance against begomoviruses in tomato transgenic lines. Furthermore, we overexpressed the downstream component of NIK1 antiviral signaling, LIMYB from Arabidopsis, in the T474D-T469A transgenic lines and examined the effect of reconstituting the antiviral pathway on begomovirus infection. Our results indicated that expression of T474D/T469A in transgenic lines was effective to suppress the expression of ribosomal protein genes, indicating that this double mutant is constitutively activated in tomato. Furthermore, expression of LIMYB in combination with T469A/T474D promoted an additive effect in ribosomal protein gene repression, possibly uncovering a better strategy to acquire begomovirus resistance. To examine this hypothesis, we challenged the transgenic lines with the tomato-infecting begomoviruses ToYSV and ToSRV and monitored the infection by symptomatology and quantitation of viral DNA.Our results demonstrated that expression of T469A/T474D in combination with LIMYB holds the potential to be a better target for engineering begomovirus resistance in susceptible genotypes. / Ficha catalográfica com erro: Morais de Ávila, Larissa Gabriela.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/18881 |
| Date | 21 July 2017 |
| Creators | Ávila, Larissa Gabriela Morais de |
| Contributors | Oliveira, Paola Avelar Carpinetti, Reis, Pedro Augusto Braga dos, Santos, Anésia Aparecida dos, Fontes, Elizabeth Pacheco Batista |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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