Растения могут «выключать» вирусную ДНК

Вирусологи и генетики растений из Wageningen UR показали, что при наличии у томатов гена устойчивости Ty-1 к опасному вирусу желтой курчавости листьев томата (TYLCV) части вирусной ДНК (генома) подвергаются гиперметилированию. В результате репликация и транскрипция вируса подавляются. Команда также обнаружила ахиллесову пяту этой устойчивости: если растение одновременно заражается другим важным РНК-вирусом — вирусом огуречной мозаики (CMV), — механизм устойчивости нарушается.

Антивирусная защита через РНК-интерференцию

Защита растений от вирусов обычно зависит от РНК-интерференции (RNAi). Генетический материал многих вирусов состоит из РНК. Сложный процесс в растении приводит к разрезанию вирусной РНК на фрагменты, что останавливает размножение вируса. В отличие от большинства других патогенных вирусов растений, генетический материал TYLCV — это ДНК, а не РНК. Поэтому антивирусная защита через RNAi против таких вирусов работает иначе.

TYLCV — один из наиболее экономически значимых вирусов растений в мире; для него коммерческим селекционерам доступен ряд генов устойчивости (Ty-1 – Ty-6). В 2013 году исследователям из Вагенингена удалось идентифицировать и клонировать ген Ty-1, который оказался представителем важного класса генов пути RNAi. Это привело к публикации в PLoS Genetics. Их недавняя статья в журнале PNAS показывает, что хотя устойчивость Ty-1 зависит от RNAi, вместо разрезания генетического материала происходит его «блокировка» путем метилирования вирусной ДНК.

Отсутствие перекрестной защиты

Известное явление в мире растений — «иммунизация» растений заражением относительно безвредными вирусами. Последние активируют защитные механизмы растений и обеспечивают «перекрестную защиту» от более вредоносных родственных вирусов.

К своему удивлению, исследователи из Вагенингена обнаружили, что заражение CMV — вирусом, чей генетический материал представлен РНК и который, следовательно, не подвержен влиянию механизма устойчивости Ty-1, — фактически ослабляет устойчивость к вирусу TYLCV. По мнению исследователей, это предупреждение для селекционеров растений. Использование гена Ty-1 действительно обеспечивает устойчивость, но механизм будет под угрозой у растений, выращиваемых в теплицах и полях, если они подвергнутся атаке различных других типов вирусов.