Антисмысловые-РНК при гомологично-зависимой устойчивости

13-03-2014, 21:07
Эксперименты, описанные выше, привели к разработке гипотетических моделей пост-транскрипционного молчания гена и патоген-производной устойчивости к вирусам. В этих моделях предложен механизм подавления накопления ядерной РНК (молчание гена) и вирусных m-РНК, имеющих гомологичные последовательности с трансгеном. Для такого механизма необходима высокая степень специфичности последовательностей. Для объяснения механизма реализации высокой степени специфичности последовательностей было сделано предположение, что в данном случае имеют место взаимодействия комплементарных последовательностей азотистых оснований, в которых участвует РНК, продуцируемая трансгеном. Взаимодействием этой трансгенной РНК с вирусной РНК можно объяснить гомологичнозависимую устойчивость трансгенного растения к вирусу, а при взаимодействии с РНК ядерного происхождения — гомологично-зависимое молчание гена.
Возникающий при этом первый вопрос — это вопрос о происхождении минус цепи (антисмысловой цепи) РНК. Вирусная минус цепь РНК, синтезируемая на матрице вирионной РНК и участвующая в процессах репликации вирусного генома, по-видимому, не может принимать участие в обсуждаемом процессе, так как феномен молчания гена может иметь место независимо от вирусной инфекции.
Наиболее вероятным претендентом на роль — цепи РНК-блокатора может быть антисмысловая РНК, имеющая нуклеотидную последовательность — комплементарную последовательности РНК, являющейся продуктом транскрипции трансгена. Эти антисмысловые РНК могут быть синтезированы РНК-зависимой РНК-полимеразой (RdRp) растения-хозяина, при использовании трансгенной РНК в качестве матрицы. Такие антисмысловые РНК могли бы комплементарно связываться с трансгенной и вирусной РНК (рис. 14.5А).
Антисмысловые-РНК при гомологично-зависимой устойчивости

Прямым экспериментальным доказательством возможности синтеза антисмысловых РНК и их участия в пост-транскрипционном молчании гена и в механизмах устойчивости к вирусу является обнаружение того факта, что при искусственном введении РНК в протопласты ячменя образуются комплементарные копии этой РНК. Кроме того, была выделена и охарактеризована биохимически РНК-зависимая РНК-полимераза растения-хозяина.
Существует несколько способов, которыми образование дуплекса РНК может влиять на накопление РНК хозяина и вируса и вызывать устойчивость к вирусу и молчание гена. Например, участки спарившихся оснований РНК, могут разрушаться РНК-азами, специфичными для двуцепочечных РНК. Эти участки могут также нарушать трансляцию РНК. Такого рода воздействия на восприимчивость к РНК-азе и трансляцию могут быть причиной снижения количества накапливающихся вирусных и ядерных РНК.
Обсуждаемые модели описывают лишь возможные механизмы ответной реакции трансгенного растения, обладающего гомологично-зависимым типом устойчивости, при взаимодействии с вирусом в некоторых конкретных системах «патоген — хозяин». Известно, однако, что одни и те же вирусные конструкции могут демонстрировать гомологично-зависимую устойчивость и феномен молчания гена в одних растениях и другой тип устойчивости в других.
В наиболее крайних случаях гомологично-зависимая устойчивость является конститутивным признаком: трансгенные растения устойчивы еще до заражения вирусом на всех стадиях развития. Однако, существуют также промежуточные случаи, когда полная устойчивость индуцируется только через неделю и более после заражения вирусом, который имеет гомологичные с трансгеном нуклеотидные последовательности. Эта индуцируемая форма устойчивости была названа «восстановлением», так как вирус-инфицированные растения сначала выглядят больными, а потом приобретают здоровый внешний вид. В восстановленных частях растения, как правило, индуцирующий вирус не обнаруживается. Более того, пост-транскрипционное молчание вирусного трансгена по времени совпадает с развитием устойчивости. Предполагается, что гомологично-зависимая устойчивость и молчание трансгена индуцируются только в том случае, если общее количество вирусной и трансгенной РНК превышало пороговый уровень.
Другое доказательство, свидетельствующее о пороговой активации молчания гена, основано на анализе транскрипции трансгена и дозы трансгена у линий, трансформированных генами вирусов YBK и ВПТ. В этих случаях устойчивость, в общем, была выше у линий с более высокими уровнями транскрипции или дозами трансгена. По-видимому, увеличение дозы трансгена обеспечивает уровни транскриптов выше порогового, и вследствие этого активируется гомологично-зависимая устойчивость.
Взаимосвязь между дозой трансгена и гомологично-зависимой устойчивостью и молчанием гена обнаружена также в случае устойчивости к XBK и к вирусу пятнистого увядания томата.

  • Ограничения, которые необходимо учитывать при коммерческом использовании би ...
  • Другие возможные подходы
  • Другие направления в создании устойчивых к вирусам трансгенных растений
  • Молчание гена и патоген-производная устойчивость
  • Вирусоустойчивость растений, обусловленная «молчанием генов»
  • Устойчивость трансгенных растений, обусловленная экспрессией транспортных б ...
  • Трансгеноз белка оболочки вирусов
  • Перекрестная защита растений от вирусных инфекций
  • Модификация внешними условиями (экологическая варианса)
  • Доминантность

  • Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

    Министерство сельского хозяйства Оренбургской области

    Правительство Оренбургской области

    Визитка компании - сайт компании

    Ильинка Фаворит Агромир Техноорь

    Системы точного земледелия Автопартнер





    Акцент

     

    • Рейтинг@Mail.ru
    • Яндекс.Метрика
    • Индекс цитирования