Díolúine Dhéanamh Frithvíreasach Bunaithe ar RNAi i bPlandaí Cuid 1

Coimriú:

Forbraíodh díolúintí iomadúla antiviral chun cosaint a dhéanamh ar ionfhabhtú víreasach in óstaigh. Déantar imdhíonacht dhúchasach frithvíreasach atá bunaithe ar thrasnaíocht RNA (RNAi) a chaomhnú go héabhlóideach in eukaryotes agus tá ról ríthábhachtach aige in aghaidh gach cineál víreas. Le linn rás na n-arm idir an t-óstach agus an víreas, forbraíonn go leor víreas coscóirí víreasacha tosta RNA (VSRanna) chun díolúine dúchasach frithvíreasach a chosc. Anseo, rinneamar athbhreithniú ar an meicníocht ag céimeanna éagsúla i ndíolúine dúchasach frith-víreasach bunaithe ar RNAi i bplandaí agus ar fhrithghníomhartha VSRanna éagsúla, go príomha ar ionfhabhtú víreas RNA i múnla-phlandaí Arabidopsis. Moladh roinnt dúshláin ríthábhachtacha sa réimse freisin, agus is dóigh linn go bhféadfaí raon leathan de straitéisí frithvíreasacha a chur in iúl chun galair víreasacha a chosc sa todhchaí dá ndéanfaí imdhíonacht dhúchasach fhrithvíreasach caomhnaithe a shoiléiriú.

Tá gaol dlúth idir imdhíonacht fhrithvíreasach agus díolúine.

1. Tá díolúine ríthábhachtach i gcoinne víris: Tá an córas imdhíonachta ar cheann de na meicníochtaí cosanta is tábhachtaí sa chorp. Cosnaíonn an córas imdhíonachta an comhlacht ó ghalair trí víris a scriosadh, a rialú agus a chosc ó dhul isteach sa chorp. Má tá córas imdhíonachta láidir agat, beidh freagra imdhíonachta antiviral níos fearr agat agus cumas níos fearr chun ionfhabhtuithe víreasacha a chomhrac.

2. Tá díolúine antiviral ríthábhachtach don díolúine: tagraíonn freagra imdhíonachta antiviral d'fhreagairt imdhíonachta an chórais imdhíonachta ar ionradh an víris isteach sa chorp. Sa phróiseas, táirgeann an comhlacht antasubstaintí agus cealla imdhíonachta a aithníonn agus a chuireann deireadh leis an víreas. Tá dlúthnasc idir na hantasubstaintí agus na cealla imdhíonachta seo le himdhíonacht, ag treisiú feidhm an chórais imdhíonachta agus ag feabhsú cumas an chomhlachta chun víris a chomhrac.

3. Tá díolúine agus díolúine antiviral idirspleách: Tá díolúine agus díolúine antiviral idirspleách. Tá friotaíocht laghdaithe ag daoine a bhfuil díolúine lag acu don víreas agus tá siad seans maith ar ionfhabhtú agus iarmhairtí tromchúiseacha, agus tá seans maith ag daoine le freagraí imdhíonachta laga ar ionfhabhtú víreas, rud a chuireann isteach ar fheidhm an chórais imdhíonachta.

Mar sin, is féidir le dea-díolúine an freagra imdhíonachta antiviral a fheabhsú agus ionfhabhtú víreasach a chosc. Idir an dá linn, i gcás roinnt víreas ar leith, amhail coronaviruses, is féidir vacsaíní a úsáid freisin chun freagairt imdhíonachta an chórais imdhíonachta a ghníomhachtú agus a neartú. Dá bhrí sin, ba cheart dúinn aird a thabhairt ar dhíolúine a chur chun cinn. Is féidir le Cistanche díolúine a fheabhsú, agus tá an meascán feola saibhir i substaintí frithocsaídeacha éagsúla, mar shampla vitimín C, carotenoid, etc., a fhéadfaidh fréamhacha saor in aisce a ghlanadh, strus ocsaídiúcháin a laghdú, agus friotaíocht an chórais imdhíonachta a fheabhsú.

Cliceáil púdar sliocht cistanche tubulosa

Eochairfhocail:

víreas; díolúine ó dhúchas antiviral; RNAi; RNA beag; VSR.

1. Réamhrá

Breathnaíodh feiniméan an tosta RNA i bplandaí den chéad uair i 1990 nuair a tugadh isteach chalcone synthase transgene isteach sa petunia gur cuireadh géinte hoimeolaíoch endogenous faoi chois [1,2]. Sa bhliain 1998, fuair Andrew Fire agus Craig Mello go raibh RNAanna dúbailte-snáithe (dsRNA) ina gcúis le cur isteach láidir agus sonrach i Caenorhabditis galánta [3] agus tugadh an feiniméan cur isteach RNA (RNAi), a bhuaigh Duais Nobel i bhFiseolaíocht agus Leigheas i 2006 agus d'oscail suas réabhlóid i réimse na bitheolaíochta [3,4]. Léirigh staidéir iomadúla go ndearnadh RNAi a chaomhnú go héabhlóideach in eukaryotes, agus rialaigh sé gach gné d'imeachtaí bitheolaíocha [5,6]. Bunaíodh comharthaíocht RNAi nuair a sainaithníodh roinnt príomhchodanna sa chonair.

Fuarthas amach go bhfuil noncoding RNA beag spreagtha ag ceachtar féin-comhlántach nó dúbailte-snáithe RNA (dsRNA) agus feidhmeanna mar an comhartha fíor agus sainiúlacht cinntitheach tosta géine. Tá RNA déphléacsacha Bunscoile beag, faoi seach, a tháirgtear trí phróiseáil hairpin RNA nó dsRNA a microRNA nó siRNA ag baint úsáide as Dicer ar leith [7]. Ina theannta sin, de ghnáth is gá RNA beag tánaisteach a tháirgeadh trí aimpliú ag RNA-spleách RNA polymerase (RdRP) le haghaidh tosta géine éifeachtach. Is féidir RNA beag déphléacsach a mheitiliú ansin le HEN1 chun cobhsaíocht a mhéadú agus é a luchtú isteach i bpróitéiní éifeachtóra Argonaute (AGO) [8]. Déantar an snáithe pasáiste de RNA déphléacsach beag a dhíghrádú ag AGOanna, agus fanfaidh an snáithe treoraithe chun coimpléasc tosta RNA-spreagtha (RISC) a chruthú [9]. Díríonn RISC ansin ar RNA comhlántach trí bhunphéireáil chun idirghabháil a dhéanamh ar dhíghrádú nó ar chosc ar aistriúchán i dtost géine iar-trascríobh (PTGS) nó chun tosta géine trascríobh (TGS) a spreagadh.

Tá dhá mhór-aicme de RNA beag ingenous i bplandaí: microRNAs (miRNAs) agus siRNAs [10]. Déantar miRNAs agus siRNA, faoi seach, a tháirgeadh ó phróiseáil RNA bioráin ghruaige nó dsRNA ag Dicer ar leith. Táirgtear miRNA, 21 nt ar fad de ghnáth, le Dicer-like 1 (DCL1) in Arabidopsis. De ghnáth déanann miRNAs ingenous idirghabháil PTGS agus bíonn ról riachtanach acu i ngach gné de phróisis forbartha plandaí.

Ina theannta sin, déantar 21, 22, agus 24 nt siRNAs, faoi seach, a tháirgeadh ag DCL4, DCL2, nó DCL3 in Arabidopsis agus rialaíonn siad próisis bhitheolaíocha éagsúla freisin. Cé go ndéanann 21 agus 22 nt siRNAs ingenous idirghabháil PTGS de ghnáth, mar shampla 21 nt tasiRNA baint acu le morphogenesis duille, 24 nt siRNAs ingenous idirghabháil den chuid is mó TGS trí mheitiliú DNA.

Tar éis ionfhabhtú paitigin, déantar méideanna difriúla de siRNAanna pataigin-díorthaithe RNA a tháirgeadh freisin chun imdhíonacht fhrithmhiocróbach bunaithe ar RNAi a aslú chun frithsheasmhacht óstaigh a thabhairt [10,11]. Fuarthas amach an chosaint antiviral RNAi-bhunaithe den chéad uair i bplandaí [12,13]. Fuarthas amach ansin go raibh ról ríthábhachtach aige maidir le díolúine antiviral in inveirteabraigh [14] agus mamaigh [15,16]. Bunaithe ar thorthaí maidir le tosta tras-ghéine agus tosta géine ingenous, tréithríodh feidhm DCLanna, AGOanna, agus RDRs (polaiméiris RNA-spleácha RNA) i díolúine frithvíreasach.

Aithnítear anois go spreagfar imdhíonacht dhúchasach frithvíreasach atá bunaithe ar RNAi chun ionsaitheacht de gach cineál víreas RNA nó DNA a chosc i mbeagnach gach ewcaryot (Fíor 1). Ar an láimh eile, tagann go leor víris, go háirithe víris phataigineacha, chun cinn chun VSRanna a ionchódú chun ionsaí a dhéanamh ar chéimeanna éagsúla den chosán antiviral RNAi-bhunaithe (Fíor 1). Cuireann leitheadúlacht VSR le heipidéimí víreasacha; dallaíonn sé freisin ár meas ar imdhíonacht dhúchasach frithvíreasach atá bunaithe ar RNAi. Ina theannta sin, chuir VSR bac orainn freisin scagadh géiniteach clasaiceach a úsáid chun rialtóirí nua a aithint sa chonair antiviral ar feadh na mblianta go dtí le déanaí, forbraíodh modh géiniteach éifeachtach chun an bac a sheachbhóthar [17,18].

Anseo, déanfaimid athbhreithniú ar an dearcadh ar RNA víreasach agus tús a chur le cosaint frithvíreasach RNAi-bhunaithe, táirgeadh, agus aimpliú siRNA víreasach (siRNA) agus feidhmeanna éifeachtóir RNAi antiviral Argonautes, le béim ar an dul chun cinn le déanaí sa réimse, dúshlán a thabhairt do na ceisteanna atá ann faoi láthair maidir le samhail-phlandaí Arabidopsis. Rinneadh achoimre freisin ar roinnt VSRanna de víris plandaí agus a gcuid feidhmeanna chun tuiscint níos fearr a fháil ar an rás arm idir óstach plandaí agus víris. Gabhaimid leithscéal go mb’fhéidir nach n-áireofaí roinnt dul chun cinn taighde sa réimse.

2. Dearcadh ar RNA Víreasach agus Tús a chur le Cosaint Frithvíreasach Bunaithe ar RNAi

Is iad víris beagnach na horgánaigh is lú ar domhan, le struchtúr clasaiceach ina ndéantar ábhar géiniteach, RNA nó DNA, a phacáistiú i bpróitéin chóta. Ní mór víris a pairilis san óstaigh agus iad a iomadú ag baint úsáide as ábhair agus fuinneamh an óstaigh. Murab ionann agus pataiginí miocróbacha eile, ní aimsítear gabhdóirí aitheanta patrún (PRRanna) le víris a bhrath ar chillscannán an óstaigh. Tar éis don víreas dul isteach sa chill ósta, déanfar RNAanna víreasacha snáithe dúbailte a tháirgeadh le linn macasamhlú víreasach trí mhacasamhlacha víreasacha, braithfidh agus díseoidh próitéiní Dicer óstach na RNAanna víreasacha snáithe dúbailte chun 21-24 nt fad siRNA a tháirgeadh. Mar sin, féadfar an próitéin Dicer a mheas mar PRR víreasach a úsáidtear chun an cosán frithvíreasach RNAi-bhunaithe a thionscnamh.

Baineann Dicer leis an teaghlach cosúil le RNaseIII agus tá endonuclease an-chaomhnaithe aige in eukaryotes [19]. In Arabidopsis, tá ceithre phróitéin cosúil le Dicer (DCL): DCL1, DCL2, DCL3, agus DCL4. Tá cúig fhearann ​​iontu go léir arb iad DExD-helicase, helicase-C, an fearann ​​le feidhm anaithnid 283 (DUF283), fearann ​​Piwi/Argonaute/Zwille (PAZ), dhá fhearainn comhuaineach RNase III, agus fearann ​​amháin nó dhó atá ceangailteach dsRNA ( dsRBDs) ón N-críochfort go dtí C-terminus [20] (Fíor 2). Níl fearann ​​helicase-C ag DCL3. Go ginearálta, úsáideann an bhfearann ​​​​helicase hidrealú ATP chun scaoileadh dsRNA a éascú [19,21].

Rinneadh cur síos ar an bhfearann ​​​​DUF283 le déanaí chun péireáil bonn RNA-RNA agus ceangailteach RNA a éascú [22,23]. Tá na fearainn PAZ agus RNase III ríthábhachtach le haghaidh scoilteachta dsRNA, aithníonn fearann ​​PAZ foirceann na bhfearann ​​dsRNA agus RNase III agus gearrann sé ceann de na snáitheanna dsRNA, agus cinneann an fad idir fearann ​​PAZ agus fearann ​​RNase III de réir an fhad. de na táirgí [22,24]. Éascaíonn an fearann ​​dsRBD ceangailteach dsRNA agus feidhmíonn sé freisin mar chomhartha logánaithe núicléach neamhchlasaiceach [23].

Tá baint ag DCL1 go príomha le cosán biogenesis de 21 nt micrea-RNAs (miRNA), a imríonn róil riachtanacha i ngach gné d'fhorbairt plandaí agus freagraí plandaí ar spreagthaigh comhshaoil ​​[25]. Foirmíonn DCL1, próitéin ceangailteach DsRNA 1(DRB1) (ar a dtugtar LEAVES HYPONASTIC 1, HYL1) agus SEERRATE (SE) comhlachtaí dicing núicléacha chun struchtúr hairpin pri-miRNA a aithint agus pri-miRNA a ghearradh go seicheamhach go miRNA réamhtheachtaithe (réamhtheachtaithe). -miRNA) agus réamh-miRNA chun miRNA a aibíocht [21,26]. Tuairiscíodh le déanaí go dtiomáineann scaradh céim SE cóimeáil comhlacht dicing agus cuireann sé próiseáil miRNA chun cinn ag DCL1 in Arabidopsis [27]; Cuireann Próitéin SE-Associated 1 chun cinn biogenesis miRNA freisin trí splicing, próiseáil agus cobhsaíocht pri-miRNA a mhodhnú [28].

Mar sin, léirigh mutants DCL1 caillteanas-fheidhm, marfach suthach, agus fiú mutant hypomorphic DCL1 lochtanna forbartha pleiotrópacha de bharr biogenesis miRNA cur isteach [29]. Féadfaidh DCL1 feidhmiú go hindíreach in imdhíonacht dhúchasach frithvíreasach atá bunaithe ar RNAi trí bhithghéineas roinnt miRNAs a rialú. Tuairiscíodh go rialaíonn miR168 go diúltach carnadh AGO1 i bplandaí [30], agus laghdaíonn miR482 nó miR6019 / miR6020, faoi seach, friotaíocht antiviral R-genes i dtrátaí nó tobac [31,32]. D'fhéadfadh DCL1 biogenesis eile de siRNA a chur chun cinn trí mheán DCLs [33,34].

Tá DCL2 freagrach as móilíní RNA dúbailte-shnáithe (dsRNA) exogenous nó siRNAs antisense nádúrtha a phróiseáil i 22-nt siRNAs in Arabidopsis [35,36]. Mar sin féin, ní sheachnaíonn DCL2 ach chun imdhíonacht dhúchasach frithvíreasach atá bunaithe ar RNAi a thionscnamh in Arabidopsis nuair a aisghairtear feidhm DCL4 [37,38]. Is díol suntais é gur léirigh staidéir a rinneadh le déanaí gur féidir ollmhór 22 nt siRNAanna endogenous a charnadh nuair a bhíonn cosán meathlaithe RNA cíteaplasma agus feidhm DCL4 lochtach; is féidir leis na siRNAanna seo cosc ​​a chur ar ghéine-shonrach agus faoi chois aistrithe domhanda agus go dtiocfaidh neamhoird fáis pleiotrópacha orthu [39]. Mar sin féin, tá orthologs iolracha de DCL2 ann i monarchana eile agus féadann siad forbairt chun feidhmeanna a bheith acu. Mar shampla, léirigh staidéar go raibh ról ríthábhachtach ag DCL2b, homolog DCL2 amháin as ceithre cinn i dtrátaí, i gcoinne ionfhabhtú víreas mósáic trátaí (ToMV) trí 22 nt siRNA a tháirgeadh i dtrátaí [40].

Gineann DCL3 24nt siRNAs chun meitiliú DNA RNA-spleách (RdDM) a rialáil i dtost géine trascríobh (TGS) in Arabidopsis [41]. Le déanaí, léirigh struchtúr réamh-siRNA DCL gur bhain DCL3 úsáid as póca luchtaithe deimhneach agus caipín aramatach chun 50 -adenosine fosfarlaithe an tsnáithe treorach agus 30 barrchroí den snáithe comhlántach a aithint. . Ghearr na fearainn péireáilte RNase III de DCL3 an dá shnáithe den RNA, ag cinneadh fad beacht an táirge RNA beag [42]. Déantar siRNAs 24 nt endogenous a tháirgeadh go príomha ó heitreacrómatin nó ó réigiún saibhir seicheamhach arís agus arís eile ag DCL3 chun tosta trasposon nó cobhsaíocht ghéanóim a choinneáil; 24 nt siRNAs repress freisin trascríobh an transgene nó DNA exogenous eile, mar shampla víris DNA [43-45]. Tuairiscíodh, tar éis ionfhabhtú an víreas DNA, gur táirgeadh 24 nt vsiRNAs chun methylation DNA agus modhnú histone DNA víreasach a mhodhnú agus chun ionfhabhtú víreasach a chosc [46,47].

Scoilteann DCL4 dsRNA fada endogenous chun 21 siRNAs nt a tháirgeadh, mar siRNAs trasghníomhaíochta (ta-siRNAs), atá ríthábhachtach d'fhorbairt plandaí [48-51]. Léirigh Arabidopsis dcl4 mutant feinitíopa de duilleoga rosette fadaithe, síos cuachta [51,52] agus carnadh anthocyanin méadaithe [53,54]. I díolúine dúchasach antiviral bunaithe ar RNAi, feiceann agus gearrann DCL4 dsRNA víreasach fada chun 21 nt siRNA a tháirgeadh chun ionfhabhtú víreasach a chosc, go háirithe tar éis ionfhabhtú víreas RNA in Arabidopsis agus plandaí eile [49].

Cé go bhfuil gach DCL freagrach as RNA beag ar leith a tháirgeadh, féadfaidh siad feidhmiú go hiomarcúil nó go ordlathach i ndíolúine dúchasach frith-víreasach atá bunaithe ar RNAi. Mar shampla, measadh DCL4 mar shochtadh ingineach chun táirgeadh idirghabhála DCL de 22 nt siRNAs [39,55] a athbhrú; áfach, feidhmíonn DCL2 go iomarcach i ndíolúine dúchasach antiviral atá bunaithe ar RNAi, go háirithe nuair a chuirtear feidhm DCL4 i gcontúirt [56]. Dá bhrí sin, in éagmais DCL2 agus DCL4 araon, mhéadófaí go mór ar líon na víris [18,57,58]. Ina theannta sin, d'fhéadfadh 21 nt siRNA arna dtáirgeadh ag DCL4 bealach RDDM a éascú freisin chun cosaint a dhéanamh i gcoinne ionfhabhtú víris DNA [41]. Ní mór DCL2 agus DCL3 feidhmiú le chéile sa chosaint i gcoinne viroid tiúbair fearsaid prátaí [59]. Ina theannta sin, tá an cumas ag DCL1 21 nt siRNA a tháirgeadh in éagmais DCL2, DCL3, agus DCL4 [55,57].

Tá próitéiní ceangailteach DsRNA (DRB) ag teastáil freisin le haghaidh dearcadh cuí agus dicing RNA víreasach ag DCLs [60]. Ionchódaíonn an genome Arabidopsis cúig phróitéin DRB: DRB1/HYL1, DRB2, DRB3, DRB4, agus DRB5 [61]. Tá móitífeanna caomhnaithe ceangailteacha dsRNA (dsRBManna) iontu ó cheann amháin go trí cinn, atá comhdhéanta de thart ar 70 aimínaigéid, a fhoirmíonn - - - - fillte agus dhá-helices chun idirghníomhú le dsRNA [62,63]. Idirghníomhaíonn DRBanna le DCLanna sonracha chun a bhfeidhm speisialta a fhorghníomhú i biogenesis RNA beag agus cosaint antiviral [60]. Mar shampla, tá an idirghníomhaíocht idir DRB1 (HYL1) agus DCL1 ag teastáil le haghaidh bithgenesis miRNA agus tá baint aige le roghnú an tsnáithe treorach a luchtú isteach i RISC [64-66].

Idirghníomhaíonn DRB4 le DCL4 chun cineál eile dísle a dhéanamh chun siRNAs a phróiseáil go héifeachtach. Tuairiscíodh go raibh cosaint fhrithvíreasach lochtach mar thoradh ar shóchán DRB4 i gcoinne ionfhabhtú víreas mósáic buí tornapa (TYMV) [67]. Bhí an tsóiteáin drb3 hipir-chlaonadh i leith víreas curl cabáiste (CaLCuV) agus ionfhabhtú víreas barr chatach biatais (BCTV), agus laghdaíodh an meitiliú genome víreasach go suntasach i drb3 [47]. Sainaithníodh le déanaí DRB2 mar éifeachtóir frithvíreasach speictream leathan; Laghdaigh overexpression DRB2 carnadh roinnt víris RNA éagsúla, lena n-áirítear víreas creathach tobac (TRV), víreas stunt tor trátaí (TBSV), víreas prátaí X (PVX), agus víreas fanleaf fíonchaor (GFLV) [68].

3. Táirgeadh agus Aimpliú siRNA

Tar éis dearcadh agus dicing dsRNA víreasach trí DCL, déanfar vsiRNA bunscoile a tháirgeadh. Mar sin féin, ní mór vsiRNA tánaisteach leordhóthanach a tháirgeadh trí aimpliú le haghaidh cosanta éifeachtach frithvíreasach. Is fachtóirí lárnacha iad próitéiní óstaigh RNA-spleách RNA Polymerase (RdRP) le haghaidh aimpliú vsiRNA tánaisteach i bplandaí agus Caenorhabditis galánta. Gineann siad dsRNA víreasach go heaspónantúil, a fheidhmíonn mar fhoshraitheanna DCLs le haghaidh biogenesis vsiRNA, agus is dócha go n-úsáideann siad RNAnna víreasacha teasctha mar theimpléid [18,69,70].

Tá sé phróitéin RdRP in Arabidopsis (RDR1 go RDR6). Roinneann RDR1, RDR2, agus RDR6 go léir an móitíf DLDGD catalaíoch canónach C-críochfort de RDRs eucaryotic agus tá orthologs acu i go leor speiceas plandaí, agus roinneann RDR3, RDR4, agus RDR5 móitíf aimínaigéad DFDGD aitíopúil sa réimse catalaíoch [71]. Tá léirithe go maith ag RDR1, RDR2, agus RDR6 díolúine dúchasach frithvíreasach bunaithe ar RNAi a rialú in Arabidopsis, cé nach n-aithnítear feidhm an RDR3, RDR4, agus RDR5 a dhéantar arís agus arís eile sa genome Arabidopsis.

Is féidir RDR1 a tharlódh de bharr ionfhabhtú an víris [72], viroid [73], nó cóireáil aigéad salaicileach [74]. Fuarthas amach go méadaíonn sé 21 nt nó 22 nt siRNA i ndíolúine dúchasach frithvíreasach atá bunaithe ar RNAi, go háirithe ar ionfhabhtú víreas RNA. Ní rialaíonn RDR1 bithgenesis siRNA endogenous nó forbairt plandaí. Fuarthas amach, áfach, go ndearna RDR1 idirghabháil ar tháirgeadh siRNA endogenous víreas-gníomhach (siRNA), aicme úrscéal siRNAs óstach a d'fhéadfadh cur le cosaint antiviral i bplandaí [72].

Cuirtear RDR6 in iúl go bunreachtúil i bhfíocháin éagsúla in Arabidopsis. Ní hamháin go gcuireann RDR6 imdhíonacht dúchasach antiviral bunaithe ar RNAi chun cinn trí idirghabháil a dhéanamh ar biogenesis vsiRNA, go háirithe tar éis ionfhabhtú víris RNA, ach rialaíonn sé forbairt plandaí trí idirghabháil a dhéanamh ar bhithgenesis siRNA endogenous, mar shampla siRNAs [75,76]. De ghnáth cruthaíonn RDR6 comhlachtaí siRNA le suppressor tosta géine 3 (SGS3) chun feidhmiú go comhoibríoch sna próisis [77-80]. Mar sin, taispeánann an tsóiteáin rdr6 agus an tsóiteáin sgs3 na lochtanna céanna i gcosaint agus i bhforbairt frithvíreasach [78,81-83]. Is díol spéise é go bhféadfadh RDR6 agus miR472 díolúine a rialáil go diúltach freisin ar dhíolúine spreagtha PAMP (PTI) agus díolúine arna spreagadh le héifeachtóirí (ETI) trí rialú iar-thrasscríofa ar ghéinte friotaíochta galair [84] agus rannchuidiú le foirmiú briseadh dúbailte i meiosis i bplandaí eile. [75]. Thairis sin, imríonn rís (Oryza sativa) RDR6 ról antiviral sa chosaint i gcoinne víreas stríoc ríse (RSV) [85].

Comhcheanglaíonn RDR2 go príomha le Pol IV chun coimpléasc a chruthú chun réamhtheachtaithe dsRNA gearra a thrascríobh, a scoilttear ag DCL3 chun 24 nt siRNA a tháirgeadh chun meitiliú DNA a threorú [86–89], cé go bhféadfadh RDR2 a bheith in ann 23 a ghiniúint freisin. 27 nt RNA beag ó ghéinte MIR chun idirghabháil a dhéanamh ar mheitiliú DNA [90]. Tuairiscíodh go ndearna RDR2, Pol IV, agus DCL3, comhpháirteanna lárnacha sa chonair RDDM, idirghabháil ar tháirgeadh 24 nt vsiRNA agus go raibh ról mór acu i gcoinne ionfhabhtú víris DNA, mar shampla geminiviruses [44,45]. Suimiúil go leor, d'fhéadfadh 21 nt siRNA méadaithe trí RDR1 agus RDR6 an cosán RDDM a éascú freisin agus cur le cosaint plandaí i gcoinne víris DNA [91,92].

Fuarthas amach le déanaí freisin go raibh roinnt fachtóirí núíosacha bainteach le aimpliú vsiRNA tánaisteach. Aithníodh frithvíreasach RNAi-lochtach 1(AVI1)/aimínphospholipid a iompraíonn ATPase 2 (ALA2), ALA1, agus AVI2 trí réamhscáileán géiniteach láidir ag baint úsáide as tsóiteán víreas mósáic cúcamar (CMV) ina gcuirtear tús le codóin VSR-2b bhí mutated [17,93-95].

Sa tsóiteáin ala1/ala2 nó avi2, laghdaíodh táirgeadh vsiRNAnna tánaisteacha go mór. Tá an struchtúr tipiciúil ATPase de chineál P (Fíor 2) in ALA1/ALA2 agus féadfaidh sé fosfailipidí sonracha a iompar trasna seicní ceallacha i bplandaí. D'fhéadfadh ALA1 agus ALA2 comhoibriú le RDR1 agus RDR6 chun bithgenesis tánaisteach vsiRNA a chur chun cinn, is dócha trí logánú ceallacha a fhospholipid tsubstráit a shainiú [17,94]. Ainmníodh AVI2 freisin mar fheabhsaitheoir fachtóir Nua de rdr6 3 (ENOR3) ós rud é gur aithníodh é freisin trí scáileán géiniteach ó chúlra rdr6 ag baint úsáide as mutant CMV eile inar scriosadh an ghéine 2b [96]. Chuir AVI2, iompróir maignéisiam toimhde in Arabidopsis, chun cinn freisin siRNA tánaisteach bithgenesis-spleách RDR1 agus RDR6 [93]. Suimiúil go leor, fuarthas amach le déanaí go ngníomhaíonn gníomhachtaithe tras-ceangail calodulin-3 (CAMTA3) Bifunctional nuclease-2 (BN2) chun AGO1/2 agus DICER-LIKE1 a chobhsú agus chun RDR6 a ghníomhachtú chun vsiRNAs a aimpliú [97 ].

Caomhnaítear RDRanna agus fachtóirí nua cosúil le ALA1/2 agus AVI2 go forleathan i bplandaí agus i bpéisteanna chun bithghineas leordhóthanach de vsiRNA a chinntiú le haghaidh imdhíonacht dúchasach frithvíreasach éifeachtach bunaithe ar RNAi. Mar sin féin, tá RDRanna as láthair i Drosophila, lucha, agus daoine, inar aimsíodh meicníocht dhifriúil le déanaí le haghaidh aimpliú siRNA trí DNA ciorclach extrachromosomal [21]. Tá sé fós le fiosrú an bhfuil an mheicníocht nua i bplandaí nó i bpéisteanna freisin.

4. Feidhm Frithvíreasach Argonautes Éifeacht RNAi

Ní mór siRNA a luchtú ar éifeachtóirí OÉA chun RISC a fhoirmiú, ansin dírítear ar ghéanóim víreasacha comhlántacha chuig PTGS nó TGS in imdhíonacht dhúchasach frithvíreasach atá bunaithe ar RNAi. Caomhnaítear AGOanna Éifeachtaí ar bhonn éabhlóideach agus go forleathan in eukaryotes, cé go bhfuil sé as láthair i bprócairítí [98]. Léiríodh go rialaíonn siad dul chun cinn bitheolaíoch éagsúla i bhforbairt plandaí agus an fhreagairt plandaí ar spreagthaigh chomhshaoil ​​[98-103], chomh maith lena bhfeidhmeanna i gcosaint frithvíreasach. Léirigh staidéir chriostalagrafacha go bhfuil cúig fhearainn ar a dtugtar an fearann ​​N-críochfort (N), fearann ​​PIWI-ARGONAUTE-ZWILLE (PAZ), fearann ​​lár (MID), fearann ​​PIWI, agus fearann ​​le feidhm anaithnid 1785 (DUF1785) [ 104,105] (Fíor 2).

Féadfaidh an fearann ​​N bac a chur ar phéireáil treoir-sprioc thar shuíomh 16, aithníonn fearann ​​PAZ 30 foircinn sRNA, ancairí an fhearainn LÁR na 50 fosfáití sRNA, tá gníomhaíocht ribonuclease ag an bhfearann ​​​​PIWI chun an sprioc RNA a ghearradh [106-108], agus léiríodh le déanaí go ndearna feidhm fearainn DUF1785 dochar do na déphléacsanna siRNA agus miRNA comhoiriúnaithe foirfe [109]. Le chéile, éascaíonn gach fearann ​​an comhcheangal ceart idir sRNA agus sprioc-RNA chun tosta ceart a chinntiú.

Tá deich AGOanna ionchódaithe in Arabidopsis [110–113]. Is iad AGO1 agus AGO2 na príomhchodanna de dhíolúine antiviral RNAi-idirghabhála i gcoinne víris RNA [100]. Feidhmíonn AGO1 freisin mar éifeachtóir miRNA chun gach gné d'fhorbairt plandaí a rialáil trí léiriú na ngéinte ingenous [114-122] a mhodhnú. Mar sin ó shin tá mutants knockout marfach. Mar sin, níor scrúdaíodh feidhm AGO1 i ndíolúine dúchasach antiviral bunaithe ar RNAi ach ag baint úsáide as mutants hypomorphic AGO1, mar shampla ó shin1-27, a léirigh lochtanna forbartha tromchúiseacha fós [123]. Murab ionann agus AGO1, níl AGO2 rannpháirteach i bhforbairt plandaí a rialáil, agus ní léiríonn an mutant ago2 lochtanna i bhfás agus forbairt; Féadfaidh AGO2 cosaint plandaí a rialáil in Arabidopsis amháin. Tuairiscíodh gur fearr le AGO2 vsiRNAs a cheangal le 50 críochfort A agus is fearr le AGO1 ná U [124]. Tá AGO2 ag teastáil le haghaidh frithsheasmhacht in aghaidh speictream leathan víreas plandaí [56,125–128].

Tuairiscíodh freisin go raibh gníomhaíocht chatalaíoch AGO2 riachtanach do ghníomhaíocht antiviral áitiúil agus sistéamach [125,127], agus bhí an tsóiteáin ago1 le gníomhaíocht chatalaíoch slán i mbaol ionfhabhtú víreasach [123]. Tá baint ag AGO2 freisin le frithsheasmhacht in aghaidh an bhaictéar fíteapatóigineach Pseudomonas syringae [129], agus ceanglaíonn AGO2 le miR393b* agus cuireann sé MEMB12 ina thost chun exocytosis de phróitéiní frithmhiocróbacha PR a mhodhnú agus méadaíonn sé gníomhaíocht antiviral [129]. Mar sin, féadfaidh AGO1 agus AGO2 róil ar leith a imirt i gcosaint frithvíreasach i bplandaí.

Is iad AGO4, AGO6, agus AGO9 na mór-éifeachtóirí a fheidhmíonn sa chonair RDDM in Arabidopsis. Taispeánadh go gceanglaíonn AGO4, AGO6, agus AGO9 24 nt RNA cur isteach beag heitreacrómatach (het-siRNAs) agus go gcuireann siad le cosán RDDM [130,131]. Tuairiscíodh go ndeachaigh AGO4 i ngleic go príomha le ionsaí víris DNA trí RdDM a mhodhnú, mar a tuairiscíodh go raibh mutants ago4 so-ghabhálach i leith ionfhabhtú BCTV mar gheall ar an hypermethylation laghdaithe ar an genome BCTV [47]. Is ionadh é, tá mutants ago4 so-ghabhálach do roinnt víris RNA, mar shampla víreas crinkle tornapa (TCV), víreas mósáic bambú (BaMV), agus víreas mósáic Plantago asiatica (PlAMV) [132-135] trí mheicníocht neamhspleách ar chonair an RDDM [135 ].

Maidir le héifeachtóirí AGO eile, tá AGO5 in éineacht le AGO2 rannpháirteach i laghdú ionfhabhtú sistéamach víreas prátaí X (PVX), agus ní bhíonn ról tánaisteach ag AGO5 ach amháin nuair a sháraítear AGO2 sna duilleoga ionfhabhtaithe ar dtús [136]. Fuarthas amach go raibh AGO7 (ar a dtugtar ZIP freisin) ina fhachtóir ríthábhachtach le linn ionfhabhtú TCV ag an modh anailíse galar íomhá-bhunaithe [132]. Is féidir le AGO7 ceangal a dhéanamh freisin le miR390 agus idirghabháil a dhéanamh ar bhithgenesis siRNA endogenous [137]. Comhoibríonn AGO10 le AGO1 agus tá ról iomarcach aige maidir le fíocháin inflorescence a chosaint ó ionfhabhtú víreas mósáic tornapa (TuMV) [125], seachas a fheidhm maidir le forbairt míristéama apical shoot trí bindingmiR165/166 [138].

Suimiúil go leor, fuarthas níos mó ná 10 orthologs AGO i roinnt barra tábhachtacha cosúil le rís agus trátaí, le 19 orthologs i rís agus 15 i trátaí. Féadfaidh siad éabhlóidiú agus feidhmeanna difreálach a bheith acu i gcosaint agus i bhforbairt frithvíreasach. Mar shampla, nuair atá ionfhabhtaithe le frithvíreas stripe ríse (RSV), spreagann próitéin cóta RSV (CP) carnadh JA agus uasrialaíonn sé fachtóir trascríobh JA-fhreagrach JAMYB chun ceangal díreach a dhéanamh leis an tionscnóir AGO18 chun trascríobh AGO18 a ghníomhachtú [139]. Déanfaidh AGO18 miR168 a cheangal agus a fhorlámhú, rud a mhéadaíonn an carnadh AGO1 don phróiseas frithvíreasach [140]. Ar an láimh eile, ceanglaíonn AGO18 miR528 go fabhrach chun carnadh ROS a athrialú agus ionfhabhtú víreas a chomhrac [141]. Léiríonn ár sonraí neamhfhoilsithe freisin go bhfuil feidhmeanna difreálach ag roinnt orthologs AGO i dtrátaí i gcomparáid le Arabidopsis.

5. Sochtóirí Víreasacha RNAi

Sa rás lámh cosanta agus frithchosanta idir plandaí óstacha agus víris, forbraíonn víris próitéiní VSR chun díolúine dúchasach frithvíreasach atá bunaithe ar RNAi a chosc. Díríonn VSRanna ar chéimeanna éagsúla den chosán frithvíreasach atá bunaithe ar RNAi chun cur i gcoinne na himdhíonachta frithvíreasach caomhnaithe (Tábla 1) [142,143].

Is frithghníomh an-choitianta ar VSRanna é bac a chur ar aimpliú siRNA. Mar shampla, cuireann 2b de CMV, C1 de víreas curl duille buí trátaí na Síne (TYLCCNV), agus P6 de víreas stunt buí ríse (RYSV) isteach ar an mbithgenesis spleách RDR1 /6- de siRNA tánaisteach [155,180,185]. Idirghníomhaíonn an V2 de gheminivirus curl duille buí trátaí (TYLCV), P2 de RSV, agus P4 de víreas mósáic stripe ríse (RMSV) le SGS3 chun bithgenesis siRNA tánaisteach a chosc [181,182,189]. Fuarthas amach freisin go gcuireann próitéin Geminivirus V2 isteach ar an idirghníomhaíocht calmodulin-CAMTA3, rud a laghdaíonn léiriú RDR6 chun bithgenesis vsiRNA a laghdú [97].

Fuarthas go raibh roinnt VSRanna ina bhac ar aireachtáil nó dicing dsRNA víreasach. Mar shampla, d'fhéadfadh CP de TCV bac a chur ar ghníomhaíocht dicing DCL4 [55], agus idirghníomhaíonn P6 de víreas mósáic cóilis (CaMV) le DRB4 chun bac a chur ar cheangal dsRNA [154]. Tá roinnt VSRanna, cosúil le NSanna de víreas wilt spot trátaí (TSWV) agus Hc-Pro víreas prátaí Y (PVY), ina gceangal freisin le dsRNA víreasach fada, rud a d'fhéadfadh bac a chur ar bhrath nó próiseáil na RNA víreasach ag DCLanna. D'fhéadfadh roinnt VSRanna eile díriú go díreach ar vsiRNA chun díolúine dúchasach frithvíreasach bunaithe ar RNAi a chosc. Mar shampla, nascann P19, an VSR aitheanta de tombusviruses, ceangail agus sequesters vsiRNA, cé go nascann RNase III de crinivirus stunt clórotic prátaí milse (SPCSV) agus a idirghabháil díghrádú siRNA, agus laghdaíonn HC-Pro víreas mósáic buí zucchini (ZYMV) siRNA. cobhsaíocht trí chur isteach ar mheitiliú siRNA ag HEN1. Straitéis eile a úsáideann roinnt VSRanna is ea cur isteach ar fheidhm antiviral AGOanna éifeachtóra. Mar shampla, is féidir le P0 den víreas duillín prátaí (PLRV) díghrádú AGO1 a idirghabháil, agus is féidir le 2b de CMV cur isteach ar AGO1 agus AGO4 agus cur isteach ar a gcuid feidhmeanna.

Is ionadh é, murab ionann agus na VSRanna thuas a chuireann in aghaidh imdhíonacht dhúchasach frithvíreas-bhunaithe RNAi, fuarthas go raibh meicníochtaí eile ag cur in aghaidh freagraí frithvíreasacha ó roinnt VSRanna. Le déanaí, léirigh staidéar gur féidir le VSR p19 idirghníomhú leis an kinase receptor-mhaith (RLK) BARELY AON MERISTEM 1 (BAM1) agus BAM2 chun bac a chur ar ghluaiseacht cille-go-chill de RNA tosta [193,194]. Is féidir le VSR C4 de víreas curl duille trátaí Guangdong (ToLCGdV) idirghníomhú freisin le BAM1 chun PTGS a shochtadh agus TGS trí mheán meitile a aisiompú [195]. Ina theannta sin, léiríonn fianaise carntha idirghníomhaíochtaí plandaí-víreas modhnaithe uathphagy [196,197]. Tuairiscíodh go bhféadfadh an gabhdóir lasta NEIGHBOR OF BRCA1 (NBR1) díriú ar HC-Pro chun carnadh víreasach TuMV [198] a chosc. Mar sin féin, dhírigh B, an VSR de víreas mósáic stríoc eorna (BSMV), ar AUTOPHAGY PROTEIN7 (ATG7) chun cur isteach ar an idirghníomhaíocht ATG7-ATG8 agus chun ionfhabhtú víreasach a chur chun cinn [199].

Anois tá a fhios againn go bhfuil VSR amháin nó níos mó ag beagnach gach víreas plandaí, go háirithe víris plandaí pataigineacha. Cuidíonn VSRanna a bheith ann le hionsaí rathúil víris agus eipidéimí víreasacha; cuireann siad bac mór freisin ar ár n-thuiscint ar an díolúine dhúchasach frithvíreasach atá riachtanach i bplandaí agus eocáirteanna eile.

For more information:1950477648nn@gmail.com