Agrobiotecnología

Demuestran cómo los virus se mueven largas distancia dentro de las plantas

Un equipo de investigación del INTA-CONICET pudo determinar que el virus del mosaico del tabaco requiere de una proteína de la cubierta viral para poder hacerlo. También, identificaron cómo la inmunidad de las plantas modula el movimiento sistémico viral.

Fotos gentileza fotografía CNIA
Demuestran cómo los virus se mueven largas distancia dentro de las plantas

Se sabe que actualmente equipos científicos de instituciones de ciencia y técnica de todo el mundo están haciendo foco en el estudio de los virus humanos, pero poco se conoce acerca de que el primer virus que se descubrió en el siglo XIX era en una planta. Causaba una enfermedad en las plantas de tabaco provocando un mosaico de colores -pardeamiento moteado-  y arrugamiento de las hojas.

Recientemente, el grupo de Inmunidad Vegetal y Epigenética del Estrés del Instituto de Biotecnología (IB) - Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (IABIMO) del INTA - CONICET, liderado por el investigador Sebastian Asurmendi, pudo explicar porqué el virus del mosaico del tabaco requiere de la cápside –cubierta viral– para poder moverse entre órganos. Es decir, interpretaron el mecanismo por el cual el virus puede moverse a larga distancia en la planta.

A partir de estudiar este virus, del género Tobamovirus, “las evidencias reunidas indican que la proteína de la cápside es necesaria para el movimiento a larga distancia en la planta”, reconoció la primera autora Andrea Laura Venturuzzi, becaria posdoctoral del IB-IABIMO del INTA-CONICET.

 

 

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”, destacó María Cecilia Rodríguez, becaria posdoctoral IABIMO y co-primera autora del trabajo junto con Venturuzzi.

El trabajo publicado recientemente en la revista internacional The Plant Journal, especializada en biología vegetal, del que también participaron Gabriela Conti, Melisa Leone, María Del Pilar Caro, Juan Francisco Montecchia, Diego Zavallo y Sebastian Asurmendi, 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.

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 de estas presentaron el virus en tejidos distales en el sitio de la infección.

Pero cuando el equipo de investigación 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.

 


Laura Venturuzzi, becaria posdoctoral del IB-IABIMO del INTA-CONICET, es co-primera autora del trabajo junto con María Cecilia Rodríguez. 

 

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.

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.

 


Sebastian Asurmendi es lider del grupo de Inmunidad Vegetal y Epigenética del Estrés del Instituto de Biotecnología (IB) - Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (IABIMO) del INTA - CONICET.