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Ver el documento (formato PDF)   Rodríguez, María Cecilia.  "Estudio del rol de la proteína de cápside del virus TMV-Cg en la modulación de la expresión génica y en la alteración de factores endógenos del hospedante Arabidopsis thaliana"  (2015-12-03)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
Las enfermedades producidas por patógenos virales generan cuantiosas pérdidas en la producción de cultivos de importancia agropecuaria. El impacto de los virus en la alteración de la expresión génica explica, en parte, las reducciones en el rendimiento de estos cultivos. Por este motivo, entender los mecanismos por los cuales los virus modulan la expresión de genes del hospedante es de vital importancia para proponer estrategias antivirales efectivas o perfeccionar las que se están utilizando en la actualidad. En este estudio, se empleó una línea transgénica de Arabidopsis thaliana que expresa la proteína de cápside del virus TMV-Cg (CgCP) con el objetivo de estudiar el efecto de esta proteína en las alteraciones de la expresión génica y su concomitante impacto sobre los mecanismos de defensa. Inicialmente, se analizó el efecto de la CgCP sobre la expresión de genes implicados en vías de defensa, observándose que la CgCP modula negativamente la expresión de genes que participan de la vía de defensa mediada por ácido salicílico (SA, por sus siglás en inglés) y que, además, tienen un rol reportado frente a defensa antiviral. A continuación, se procedió a analizar el impacto global de la CgCp sobre el transcriptoma de A. thaliana por medio de un microarreglo realizado en plantas que expresan la CgCP. Los resultados indicaron que la CPCg altera la expresión de genes que están implicados en una amplia variedad de procesos. El uso de herramientas bio-informáticas permitió determinar que la CgCP regula negativamente la expresión de una red de genes que presentan en sus regiones promotoras motivos de respuesta a los factores de transcripción W-BOX y al factor Non-Expressor of PR 1(NPR1), un factor central en la vía del SA. Paralelamente, se observó que durante la infección con el virus TMV-Cg los genes dependientes de la vía de SA son incrementados a tiempos tempranos de infección, mientras que su expresión disminuye a tiempos tardíos. Por otra parte, se observó que la expresión de la CgCP en plantas de A. thaliana produce un retraso en el crecimiento. En base a estas observaciones, se procedió a estudiar la capacidad de la CgCP de alterar la estabilidad de las proteínas DELLA, las cuales están implicadas en la regulación de vías de desarrollo, como también en la supresión de la vía de defensa mediada por SA. Se observó que la proteína CgCP altera la estabilidad de la proteína RGA, una de las cinco proteínas DELLAs codificadas por el genoma de A. thaliana. Por otra parte, ensayos realizados con el virus TMV-Cg mostraron que el virus altera la estabilidad de otra proteína DELLA, la proteína GAI. Además, plantas mutantes para cuatro de los cinco genes que codifican proteínas DELLAs acumularon menores niveles del virus TMV-Cg que las plantas salvajes. En conclusión, los resultados de esta tesis muestran que la CgCP altera la expresión de un amplio conjunto de genes de A. thaliana. En particular, esta proteína modula negativamente un grupo de genes de defensa, dependientes de la vía de SA, a través de la estabilización de las proteínas DELLA. Estos resultados sugieren que la CgCP alteraría la estabilidad de las proteínas DELLAs como un mecanismo para modular negativamente las respuestas de defensa antivirales.

Abstract:
Phytopathogenic viruses produce significant losses on economically important crops species. Those losses are mostly dependent on the alterations of gene expression during viral infections. Consequently, the study of the virus-induced alterations in the gene expression profile is important for the development of strategies to reduce the losses caused by plant virus. In this study we used transgenic Arabidopsis plants that express the capsid protein of TMV-Cg (CgCP) with the aim of studying alterations in gene expression and defense mechanisms. First, we studied a subset of genes involved in antiviral defense pathways that are regulated by salicylic acid (SA), and found that CgCP negatively modulates the SA mediated defense pathways. Then, we studied the global impact of CgCP expression in the A. thaliana’s transcriptome. The results indicate that the CgCP alters the expression of genes that are involved in a wide range of processes. By means of the use of bioinformatic tools, we found CgCP negatively regulates a gene network dependent on Non-Expressor of PR 1(NPR1), which is a central player in the SA mediated response. In parallel, we observed that the expression of this set of genes is also altered during TMV-Cg virus infection. The expression is up-regulated at early time post infection and downregulated at late time of TMV-Cg infection. Also, we observed that the CgCP expression reduces plant growth of A. thaliana. Based on these data, we proceeded to study the alterations of DELLA proteins by CgCP, which are involved in the regulation of development and defense pathways. We found that the CgCP alters the stability of RGA, which is one of the five DELLA proteins codified by A. thaliana. Furthermore, the stability of DELLAs proteins was altered during the TMV-Cg infection. Moreover, it was observed that DELLA proteins negatively modulated the defense transcript profiles during TMV-Cg infection. As a result, TMV-Cg accumulation was significantly lower in the quadruple-DELLA mutant Arabidopsis plants than in wild type plants. Taken together, in this study we demonstrated that CgCP alters the expression of genes involved in a wide range of processes, particularly, negatively regulates the salicylic acid-mediated defense pathway by stabilizing the DELLA proteins. These results suggest that CgCP alters the stability of DELLAs as a mechanism of negative modulation of antiviral defense responses.

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Registro:
Título : Estudio del rol de la proteína de cápside del virus TMV-Cg en la modulación de la expresión génica y en la alteración de factores endógenos del hospedante Arabidopsis thaliana     =    Study on the role of TMV-Cg capsid protein in the modulation of gene expression profile and host factor in Arabidopsis thaliana
Autor : Rodríguez, María Cecilia
Director : Asurmendi, Sebastián
Consejero : Hopp, H.E.
Jurados : Cerdán, Pablo  ; Vojnov, Adrián  ; García, María L.
Año : 2015-12-03
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) Castelar. Instituto de Biotecnología
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5891_Rodriguez
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Fitopatología
Biología / Biología Molecular y Celular
Biología / Virología
Palabras claves : VIRUS TMV-CG; PROTEINA DE CAPSIDE; PROTEINAS DELLAS; DEFENSA INNATA; ACIDO SALICILICO; TMV-CG VIRUS; CAPSID PROTEIN; DELLAS PROTEINS; INNATE DEFENSE; SALICYLIC ACID
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