Virale RNAi Suppressoren
RNAi ist ein komplexer Mechanismus (Abb. 1), der in Pflanzen einerseits bei der endogenen Genregulation eine wichtige Rolle übernimmt, hauptsächlich aber zur Kontrolle der Expression fremder Nukleinsäuren dient. Neben der Inaktivierung genomintegrierter Elemente wie den Transposons und Retroviren, fungiert das RNAi als Abwehrmechanismus gegen Viren (Abb. 1, hellblaue Box). Im Laufe der Evolution haben allerdings eine Vielzahl von Pflanzen-Viren Proteine, s.g. "silencing suppressor" Proteine, entwickelt, die diesen Mechanismus blockieren können. Die meisten dieser Proteine binden 21 bis 24 Nukleotid lange doppelsträngige RNA (dsRNA) Moleküle, die beim RNAi eine Schlüsselrolle spielen (Abb. 1). Da endogene kurze dsRNAs ["micro" RNAs (miRNAs) und "trans-acting short interfering" RNAs (tasiRNAs)] für die normale Entwicklung der Pflanzen essenziell sind, hat der Verlust der freien Verfügbarkeit solcher RNA-Moleküle dramatische Folgen. Vor allem Pflanzen, deren miRNA-vermittelte Genregulation gestört ist, zeigen starke phänotypische Veränderungen, die den Symptomen, die in der Regel bei Virusinfektionen auftreten, sehr ähnlich sind.
Im Rahmen eines DFG-Projekts (siehe Förderung) erforschen wir derzeit eines dieser dsRNA-bindenden "silencing suppressor" Proteine. Mit Hilfe von mutagenisierten Varianten dieses Proteins untersuchen wir die Bindungseigenschaften von dsRNAs. Es konnten Varianten des Proteins isoliert werden, die bei Expression in der Pflanze ihre Funktion als "silencing suppressor" beibehalten haben, aber keine auffälligen Entwicklungsstörungen mehr hervorrufen. Es liegt nahe, dass die veränderten Proteine nach wie vor die Funktionalität der "short interfering" RNAs (siRNAs) aufheben, aber nicht die der miRNAs. Weitere Details über das DFG-Projekt und die Studien, die unsere Arbeitsgruppe zu diesem Projekt beiträgt, können unter AlPlanta-DFG abgerufen werden.
Abb. 1: Vereinfachtes Modell des RNAi, das die Überexpression von Transgenen unterbindet und zur Abwehr von Pflanzen-Viren dient
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