Локализация транспортного белка гордеивируса в ядрышке и его взаимодействие с белками ядрышка и телец Кахаля

• Автор: Семашко, Мария Александровна
• Шифр специальности: 03.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 102 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1. Общая характеристика ядра и ядерных компартментов
1.1 Ядро
1.2. Ядрышко
1.2.1 .Фибрилларин
1.2.2. Нуклеолин
1.2.3. Белок В23
1.2.4. Дополнительные функции ядрышка
1.3. Тельца Кахаля
2. Ядрышко и вирусная инфекция
2.1. Взаимодействие вирусспецифических белков вирусов человека и животных с белками ядра и ядрышка
2.2. Локализация вирусспецифических белков вирусов растений в ядрышке клеток
3. Сигналы ядерной и ядрышковой локализации в составе клеточных и вирусных белков
3.1. Сигналы ядерной локализации
3.2. Сигналы локализации в ядрышке
4. Вирусы растений, белки которых локализуются в ядрышках зараженных клеток
4.1. Умбравирусы
4.2. Вирусы с тройным блоком транспортных генов
4.3. Потивирусы
4.4. Другие белки вирусов растений, роль локализации которых в ядрышке не ясна
5. Особенности транспорта в растениях вирусов с тройным блоком транспортных генов на моделях гордеивирусов и помовирусов

5.1. Характеристика гордеивирусов
5.2. Характеристика помовирусов
5.3. ТБГ гордеивирусного типа и транспорт вируса
5.4. Свойства белков ТБГ1 гордеивирусного типа
5.5. Транспортная форма гордеи-подобных вирусов
5.6. Субклеточная локализация белков ТБГ1
5.7. Модель внутриклеточного и межклеточного транспорта вирусов с гордеи-подобным ТБГ
5.7.1. Модель транспорта гордеивирусов
5.7.2. Модель транспорта помовирусов
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
При индивидуальной экспрессии белок ТБГ1 ПЛВМ выявляется в ядрышках эпидермальных клеток растений У. benthamiana
Биоинформатический анализ аминокислотной последовательности белка ТБГ1 ПЛВМ
N-концевой домен отвечает за локализацию белка ТБГ1 ПЛВМ в ядрышке
Картирование сигнала ядерной локализации в кластере А домена NTD
Картирование сигнала ядерного экспорта
GAR домен фибрилларина взаимодействует с NTD белка ТБГ1 ПЛВМ in vitro
Визуализация взаимодействия белка ТБГ1 и фибрилларина in vivo методом бимолекулярной флуоресцентной комплементации (БиФК)
N-концевой участок домена NTD отвечает за взаимодействие с фибрилларином
Транспортный белок ТБГ1 ПЛВМ способен взаимодействовать с коилином in vitro. Кластер А NTD отвечает за связывание с коилином
Визуализация взаимодействия белка ТБГ1 и коилина in vivo методом бимолекулярной флуоресцентной комплементации (БиФК)
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Взаимодействия между вирусом и клеткой растения-хозяина играют центральную роль в жизненном цикле вирусной инфекции. Анализ взаимодействий вирус-хозяин является критически важным для понимания механизмов вирусной инфекции и для развития новых стратегий противодействия вирусам. Вирусы являются облигатными внутриклеточными патогенами с геномом небольшого размера и, таким образом, основывают свою стратегию на обращении в свою пользу и эксплуатации клеточных функций и механизмов для обеспечения их собственной репликации. Клеточное ядро является одним из ключевых отличий эукариотической клетки от прокариотической. Это высоко динамичная, окруженная мембраной органелла, в которой происходят главнейшие события жизни клетки, включая репликацию ДНК, синтез и процессинг информационной РНК, а также биогенез субъединиц рибосом. Поскольку ядро играет ключевую роль в функционировании клетки растения-хозяина, неудивительно, что вирусы взаимодействуют с этой органеллой и ее компартментами, и что эти взаимодействия играют ключевую роль в цикле вирусной инфекции. Действительно, некоторые вирусы, включая ДНК-содержащие бегомовирусы растений, РНК-содержащие (с обратной транскрипцией) каулимовирусы и обладающие негативным РНК-геномом рабдовирусы реплицируются в ядре, и, таким образом, представляется логичным, что эти вирусы модифицируют структуру ядра с целью захвата некоторых функций ядра и обеспечения соответствующего окружения для собственной репликации. Напротив, вирусы с одноцепочечным РНК геномом положительной полярности реплицируются в цитоплазме. Цель взаимодействия подобных РНК-содержащих вирусов с ядром не столь очевидна. Однако все возрастающее количество сообщений свидетельствует, что цитоплазматические РНК-содержащие вирусы, включая вирусы растений, также могут локализоваться в ядре, конкретнее, в ядрышке. Стадия локализации в ядрышке является необходимой для успешного развития вирусной инфекции. Взаимодействие с белками ядрышка у различных вирусов требуется для обеспечения различных этапов жизненного цикла вирусов, в том числе для защиты от посттранскрипционного умолкания генов, репликации вирусного генома и распространения вируса в инфицированных растениях. Нарушая стадию локализации вирусных белков в ядрышке и их взаимодействие с белками ядрышка, можно влиять на эффективность вирусной инфекции.
Белки ТБГ1 обоих классов имеют общие биохимические активности, такие как способность связывать РНК, НТФазная и РНК-хеликазная активности, а также способность к гомологичным взаимодействиям (Morozov and Solovyev, 2003; Verchot-Lubicz, 2005). Оба класса белков ТБГ1 способны связывать и двухцепочечную, и одноцепочеченую РНК, хотя гордеивирусные белки ТБГ1 демонстрируют более сильное, устойчивое к повышению ионной силы взаимодействие, чем потексвирусные (Kalinina et al., 1996; Kalinina et al, 2001; Karpova et al., 2006). Специфичность РНК связывания не была выявлена ни в одном из исследований. Также для белков ТБГ1 была показана способность связывать одноцепочечную ДНК. В то время как, РНК-связывающая активность белков ТБГ1 потексвирусного типа обеспечивается положительно заряженными остатками на N-конце белка (Morozov et al, 1999; Wung et al, 1999), гордеивирусные белки ТБГ1 имеют множественные участки РНК связывания (Donald et al, 1997; Morozov and Solovyev, 2003). РНК-связывающая способность распределена между С-концевой половиной с активностью НТФазы/хеликазя, взаимодействующей с РНК кооперативно, и N-концевой половиной, взаимодействующей с РНК некооперативно (Kalinina et al., 2001). Вместе с тем, недавно показано, что N-копцевая половина белка ТБГ1 ПЛВМ, состоит из двух структурно и функционально различающихся доменов (Makarov et al., 2009). N-концевой домен NTD связывает РНК в некооперативной манере, внутренний домен ID взаимодействует с РЫК кооперативно. Белки ТБГ1, как ПЛВМ, так и ХВК обладают АТФ-зависимой РНК-хеликазной активностью, что выражается в способности расплетать РНК-дуплексы. В случае белка ТБГ1 ПЛВМ эта активность локализуется в С-концевой половине белка (Kalinina et al, 2002).
5.5. Транспортная форма гордеи-подобных вирусов.
Роль вирусного БО в транспорте вируса из клетки в клетке является одним из самых важных различий между гордеи-подобными и потеке-подобными ТБГ-содержащими вирусами. В отличие от рода потексвирусов, ближний транспорт которых не возможен без БО, белки ТБГ гордеивирусов могут обеспечивать как ближний, так и в некоторых случаях дальний транспорт вируса (Morozov and Solovyev, 2003). Недавние исследования выявили существенные различия в природе вРНП (транспортной формы) этих вирусов.