Análisis de la dinámica de replicación de un virus de RNA de plantas y del uso de microRNAs artificiales como estrategia antiviral

Abstract

Los virus de RNA de cadena positiva conforman el grupo más numeroso y diverso de los patógenos virales de las plantas. Se replican mediante un mecanismo en el que la RNA polimerasa RNA dependiente viral, junto con otras proteínas virales y del huésped, sintetizan un intermediario de polaridad complementaria (o negativa), que a la vez sirve de molde para la síntesis del RNA genómico de polaridad positiva. Este mecanismo puede seguir un modelo geométrico o de stamping machine (Sardanyés et al. 2009). Por otro lado, las rutas de silenciamiento de RNA en plantas desempeñan un papel muy importante en la regulación de los procesos de desarrollo, mantenimiento de la estructura cromosómica y mecanismos de defensa contra virus patógenos (Matzke y Matzke, 2004). Los microRNA (miRNAs) son una clase de pequeños RNAs (sRNAs) endógenos que se producen en el núcleo a partir de transcritos precursores (pre-miRNA) en forma de horquilla, por la acción, en plantas, de Dicer 1 (DCL1). Los miRNAs maduros (21 nt) son cargados por RISC y dirigen la degradación de mRNAs endógenos que contienen una secuencia diana complementaria, regulando así su concentración. Para oponerse al silenciamiento de RNA antiviral, en la mayoría de virus de plantas y algunos virus animales han evolucionado proteínas supresoras del silenciamiento que interfieren en pasos clave de la ruta de los pequeños RNAs interferentes (siRNA): directamente secuestrando los siRNAs, inhibiendo su producción o previniendo su diseminación por el huésped a corta o larga distancia (Li y Ding, 2006). Recientemente se ha desarrollado una nueva estrategia para producir plantas resistentes a virus basada en las rutas de silenciamiento de RNA. Consiste en expresar en plantas transgénicas miRNAs artificiales (amiRNAs) dirigidos contra secuencias específicas de los virus sobre los que se desea resistencia (Niu et al., 2006). Plantas de Arabidopsis thaliana transgénicas que expresan amiRNAs en los que se ha sustituido en el pre-amiRNA la secuencia de 21 nt del miR159 maduro, por diferentes secuencias complementarias a distintas regiones del genoma de un potyvirus (Riechmann et al., 1992. Urcuqui-Inchima et al., 2001) como el virus del mosaico del nabo (TuMV) han resultado ser resistentes a este virus en ensayos de laboratorio (Niu et al., 2006). El estudio de los aspectos moleculares de la resistencia mediada por microRNAs artificiales durante la complejidad de la infección viral puede permitir la mejora en el diseño de esta estrategia de resistencia desde el punto de vista de robustez, especificidad, durabilidad y seguridad medioambiental. Sobre todo porque los virus de RNA presentan una elevada tasa de mutación (Duffy et al., 2008) y linajes evolutivos independientes de TuMV son capaces de romper la resistencia mediada por un amiRNA, debido a la aparición de alelos mutantes que evaden el reconocimiento del miRNA artificial (Lafforgue et al., 2011).