Untersuchungen zur Funktion eines viralen Suppressors des RNA-silencing bei der Regulation der Aktivität von microRNAs

Abstract

Um der pflanzlichen Immunantwort zu entgehen, entwickelten Phytoviren sogenannte virale Suppressoren des RNA-silencings (VSRs). Einer dieser VSRs – das tombusvirale p19-Protein – könnte jedoch durch Binden und Sequestrieren von miRNAs auch Einfluss auf die posttranskriptionelle Genregulation nehmen. Daher wurden die miRNAs 162, 168 und 403, welche die Expression bedeutender Komponenten des silencing-Mechanismus regulieren – jeweils DCL1, AGO1 und AGO2 –, in ihrer Interaktion mit p19 untersucht. Biochemische Messungen zeigten, dass p19 an diese RNAs mit signifikant unterschiedlichen Affinitäten bindet und dass diese Eigenschaft jeweils durch molekulare Determinanten auf Nukleotid- und Proteinebene vermittelt wird. In-vitro- und in-planta-Messungen zu frühen Infektionszeitpunkten ergaben zudem eine damit korrelierende differentielle Beeinflussung der Regulation der Ziel-mRNAs dieser miRNAs. Es liegt nahe, dass die Unterscheidung zwischen miRNAs die Inhibition des antiviralen RNA-silencings zum Ziel hat.

To evade plant´s immune response, many plant viruses evolved so called viral suppressors of RNA silencing (VSRs). One of them, the siRNA-binding p19 protein, could also deregulate plant´s posttranscriptional gene regulation by sequestration of miRNAs. According to this opportunity, three miRNAs 162, 168 and 403 regulating important components of the silencing machinery Dicer-like protein 1 (DCL1) and Argonaute proteins 1 and 2 (AGO1, AGO2), respectively, were analyzed. Biochemical interaction assays revealed that p19 binds these miRNAs with significantly different affinities and that this property is mediated by specific molecular determinants within the nucleotide and protein structures. Furthermore, in vitro and in vivo assays early in infection showed that, according to this binding profile, p19 affects miRNA-mediated silencing of the DCL1, AGO1 and AGO2 mRNAs very differently. These data in total suggest the miRNA discriminating behavior of p19 to inhibit plant´s antiviral RNA silencing.