Para que el proceso infeccioso de un virus de plantas tenga éxito la progenie
viral tiene que propagarse desde las primeras células infectadas al resto de la planta;
inicialmente se moverá célula a célula a través de los plasmodesmos (PDs) hasta
alcanzar el sistema vascular, lo cual le permitirá invadir las partes distales de la planta.
En este proceso, las proteínas de movimiento (MPs), junto con la colaboración de otros
actores secundarios, desempeñan un papel relevante. El conocimiento de la posible
asociación de las MPs con estructuras u orgánulos celulares así como de la interacción
con factores del huésped es de vital importancia para poder desarrollar estrategias
antivirales que permitan una mejora en la producción de los cultivos. Además, este tipo
de estudios no sólo han posibilitado un mayor conocimiento de las respuestas al estrés
en plantas sino que han sido pioneros en desentrañar los mecanismos de translocación
intercelular de factores celulares implicados en los procesos de desarrollo de las
plantas.
Las MPs virales se clasifican en familias/grupos en función de su grado de
similitud. Los virus, cuyas MPs pertenecen a la Superfamilia 30K, expresan una única MP
encargada de orquestar el movimiento intra- e intercelular de genoma viral. En el
Capítulo 1 de la presente Tesis se ha caracterizado la asociación de la MP del Virus del
mosaico del tabaco (TMV), miembro tipo de la familia 30K, al sistema de
endomembranas. Mediante el uso de aproximaciones in vivo se ha estudiado la
eficiencia de inserción de sus regiones hidrofóbicas (HRs) en la membrana del retículo
endoplasmático (ER). Nuestros resultados demuestran que ninguna de las dos HRs de la
MP es capaz de atravesar las membranas biológicas y que la alteración de la
hidrofobicidad de la primera HR es suficiente para modificar su asociación a la
membrana. En base a los resultados obtenidos, proponemos un modelo topológico en
el cual la MP del TMV se encontraría fuertemente asociada a la cara citosólica de la
membrana del ER, sin llegar a atravesarla. La observación de que i), el modelo
propuesto es compatible con otros motivos, previamente caracterizados, de la MP de
TMV y ii), concuerda con la topología descrita para otras MPs de la familia 30K, permite
cuestionar el modelo establecido desde el año 2000 para la MP de TMV así como
predecir, en base a la conservada estructura secundaria de las MPs de esta familia, una
topología similar para todos sus componentes.
Para el transporte intercelular de los virus de plantas se han descrito tres
modelos en base a la capacidad de transportar complejos ribonucloeprotéicos, a través
de PD modificados, formados por el RNA viral y la MP (ej. MP de TMV) más la proteína
de cubierta (ej. MP del virus del mosaico del pepino, CMV) o la capacidad de transportar
viriones a través estructuras tubulares formadas por la MP (ej. MP del Virus del mosaico
del caupí, CPMV). A pesar de las diferencias observadas entre los tres modelos, las MPs
representativas de cada uno de ellos pertenecen a la misma familia 30K y son
funcionalmente intercambiables (MPs de TMV, CMV, CPMV, Virus del mosaico del
Bromo -BMV- o Virus de los anillos necróticos de los prunus -PNRSV-) por la MP del Virus
del mosaico de la alfalfa (AMV), para el transporte a corta distancia. Con el objeto de
comprender la versatilidad que presentan las MPs en cuanto al movimiento viral,
hemos analizado la capacidad de estas MPs heterólogas de transportar sistémicamente
el genoma quimérico del AMV. El estudio ha revelado que todas las MPs analizadas
permiten el transporte del genoma quimera a las partes distales de la planta,
independientemente del modelo descrito para el transporte a corta distancia, aunque
requieren la extensión de los 44 aminoácidos C-terminales de la MP del AMV. Además,
para todas las ellas, excepto para la MP del TMV, se ha establecido una relación entre la
capacidad de movimiento local y la presencia del virus en las hojas no inoculadas de la
planta, indicando la existencia de un umbral de transporte célula a célula, por debajo
del cual, el virus es incapaz de invadir sistémicamente la planta.
Durante el proceso de infección viral, las MPs interaccionan tanto con otras
proteínas de origen viral como de la planta huésped. La interacción entre las MPs y
dichos factores de la planta afectan a la patogénesis viral, facilitando u obstaculizando
el movimiento intra- o intercelular del virus. En el Capítulo 3 del presente trabajo hemos
demostrado la interacción entre la MP del AMV y dos miembros de la familia de
Patellinas de arabidopsis, Patellin 3 (atPATL3) y Patellin 6 (atPATL6), mediante el
sistema de los dos híbridos de levadura y ensayos de reconstitución bimolecular de la
fluorescencia. Nuestros resultados, en general, demuestran que la interacción entre la
MP-PATLs obstaculizaría un correcto direccionamiento de la MP al PD, dando lugar a un
movimiento intracelular menos eficiente de los complejos virales, que forma la MP, y
disminuyendo el movimiento célula a célula del virus. Podríamos estar hablando de un
posible mecanismo de defensa de la planta, dirigido a evitar la invasión sistémica del
huésped. En este sentido, las MPs virales pueden ser buenos candidatos para el
desarrollo de estrategias antivirales dado que cualquier respuesta de defensa de la
planta que, a priori, reduzca el transporte célula a célula del virus, puede representar la
diferencia entre una infección local o sistémica, como hemos observado en el Capítulo 2
del presente trabajo. Los virus, a su vez, también son capaces de evolucionar hacia
variantes más eficaces, que permitan superar las diferentes barreras defensivas de la
planta huésped. En este contexto hemos identificado a la MP del Virus del bronceado
del tomate (TSWV) como determinante de avirulencia en la resistencia mediada por el
gen Sw-5. Del mismo modo, comprobamos que el cambio de 1-2 residuos de amino
ácidos de la MP de TSWV fue suficiente para superar la resistencia pero que a la vez, y
posiblemente debido a las altas restricciones que conlleva el reducido genoma de un
virus, afectaron a la eficiencia de la MP. / Peiró Morell, A. (2014). Proteínas de movimiento de la familia 30K:interacción con membranas biológicas y factores proteicos y su implicación en el transporte viral [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48471 / TESIS
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upv.es/oai:riunet.upv.es:10251/48471 |
| Date | 30 March 2015 |
| Creators | Peiró Morell, Ana |
| Contributors | Pallás Benet, Vicente, Sanchez Navarro, Jesus Angel, Universitat Politècnica de València. Departamento de Biotecnología - Departament de Biotecnologia |
| Publisher | Universitat Politècnica de València |
| Source Sets | Universitat Politècnica de València |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/acceptedVersion |
| Rights | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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