Molekulare Determinanten der antiviralen Abwehr von Pflanzen
Das RNA-Silencing (auch als RNA-Interferenz bezeichnet) ist ein Regulationsmechanismus der Genexpression vermittelt durch kleine RNA (sRNA). In Pflanzen steuern sRNA wichtige Entwicklungs- und Reproduktionsprozesse sowie Anpassungsreaktionen gegen biotische und abiotische Stressfaktoren. Darüber hinaus verleihen sie Schutz gegen Virusinfektion. In den letzten Jahren wurden erhebliche Anstrengungen zur Aufklärung dieses wichtigen regulatorischen Signalwegs unternommen. Argonautenproteine (AGO) sind eine der Hauptkomponenten des Signalwegs und umfassend den RNA-induzierten Silencing-Komplex (RISC). RISC inaktiviert Zielgene am Chromatin oder auf mRNA-Ebene. Bei der Arabidopsis thaliana ist AGO1 das zentrale Effektorprotein im Zusammenhang mit microRNA und small interfering (si)RNA. Allerdings gibt es über die Modulation von AGO1-Aktivität auf Proteinebene nur wenige Informationen. Wissenschaftler des EU finanzierten Projekts AGOIM (Characterization of the interactions and modifications affecting AtAGO1 function) untersuchten die post-translationalen Modifikationen von AGO1 sowie Protein-Protein-Wechselwirkungen, die dessen Funktion beeinflussen könnten. Ihre Arbeit konzentrierte sich hauptsächlich auf den Methylierungszustand des Proteins bei Argininresten und auf die Identifizierung von putativen AGO1-Interaktionspartnern. Die Wissenschaftler ersetzten die Aminosäuren, die normalerweise in AGO1 methyliert werden und beobachteten keine wesentlichen Auswirkungen auf die Pflanzenphysiologie. Allerdings isolierten sie Proteine innerhalb des RISC-Komplexes, die möglicherweise AGO1-Methylierung für Protein-Protein-Interaktion erfordern. Zusätzlich identifizierten sie putative AGO1-Interaktoren, die an verschiedenen Aspekten der Biologie des RNA-Silencing vielleicht beteiligt sind, etwa die Produktion von endogenen sRNA. Auch die Auswirkungen von TUDOR-SN-Proteinen auf die AGO1-Funktion wurden untersucht. Zusammengenommen liefern uns die Ergebnisse von AGOIM wichtige Einblicke in den Mechanismus des RNA-Silencing bei Pflanzen. Diese Informationen können zur Entwicklung neuer Ansätze im Kampf gegen Virusinfektionen oder von Tools für die Pflanzenphysiologie-Modulation mittels RNA-Silencing führen.
Schlüsselbegriffe
Pflanze, antivirale Abwehr, RNA-Silencing, AGO, RISC-Komplex, AGO1