Identificación de proteínas del virus del Mal de Río Cuarto (MRCV) responsables del movimiento viral en plantas

• Autores: Sánchez, Sofia Ayelén
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de grado
• Colaborador/a o director/a de tesis: Del Vas, Mariana (directora); Robles Luna, Gabriel (codirector)
• Materia: Viral proteins; Proteína viral; Plants; Plantas; Rio Cuarto disease virus; Virus del Mal de Río Cuarto
• Institución: Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria

Tesis para obtener el título de Ingeniera en Agrobiotecnología, presentada en la Escuela de Bio y Nanotecnologías de la Universidad Nacional de San Martín en febrero de 2025
El Virus del Mal de Río Cuarto (MRCV) causa una importante enfermedad del maíz en nuestro país. El movimiento de célula a célula es un proceso clave para la propagación de la infección dentro de la planta, permitiendo que el virus se disemine desde el sitio de infección inicial. Los virus codifican para proteínas de movimiento, que intervienen en este proceso. Esta Tesis tuvo como objetivo identificar proteínas virales involucradas en el movimiento del virus de célula a célula en plantas. Se analizaron las proteínas no estructurales P7-1 y P9-2, y se demostró que ambas presentan dominios transmembrana conservados en diversas especies del género Fijivirus, lo que sugiere un posible rol en la interacción con membranas durante el ciclo infectivo. Mediante ensayos de expresión transitoria de proteínas quiméricas de P7-1 y P9-2 fusionadas a GFP en Nicotiana benthamiana y ensayos de colocalización de estas quimeras con una proteína marcadora de plasmodesmos denominada PDLP1A fusionada a RFP, se determinó que P7-1 y P9-2 se localizan en plasmodesmos, la membrana plasmática y el núcleo. Se evaluó el efecto de la posición relativa de la GFP en las quimeras, y se observó que el bloqueo del extremo C-terminal de P9-2 impide su localización en los plasmodesmos. La ubicación de P7-1 y P9-2 en plasmodesmos es relevante porque esta característica es compartida por muchas proteínas de movimiento conocidas de virus de plantas. Estos resultados, nos condujeron a realizar ensayos funcionales para evaluar si las proteínas en estudio pueden promover la permeabilidad de los plasmodesmos. Para ello, se realizó un ensayo preliminar utilizando la técnica Drop-and-See y una línea de Setaria viridis transgénica que expresa P7-1 de manera constitutiva a partir de un promotor constitutivo fuerte disponible en nuestro laboratorio. Se logró cuantificar la fluorescencia e identificar pasos claves para la optimización futura de la técnica. Finalmente, se investigó si P7-1 y P9-2 podían transcomplementar el movimiento de un virus defectivo de movimiento que expresa GFP libre en N. benthamiana. Aunque tuvimos limitaciones en los controles negativos, los resultados obtenidos fueron promisorios y sugieren la necesidad de ensayos adicionales con técnicas complementarias como GFP-gating. En conclusión, este trabajo contribuyó a la caracterización funcional de dos proteínas virales del MRCV y estableció una nueva línea de investigación en nuestro grupo.
The Mal de Río Cuarto Virus (MRCV) causes an important disease corn in our country. Cell-to-cell movement is a key process for the spread of infection within the plant, allowing the virus to spread from the initial infection site. Viruses encode movement proteins, which are involved in this process. This Thesis aimed to identify viral proteins involved in the movement of the virus from cell to cell in plants. The non-structural proteins P7-1 and P9-2 were analyzed, and it was shown that both have conserved transmembrane domains in various species of the Fijivirus genus, suggesting a possible role in the interaction with membranes during the infective cycle. Through transient expression assays of chimeric proteins of P7-1 and P9-2 fused to GFP in Nicotiana benthamiana and colocalization assays of these chimeras with a plasmodesmata marker protein called PDLP1A fused to RFP, it was determined that P7-1 and P9-2 are localized in plasmodesmata, the plasma membrane and the nucleus. The effect of the relative position of GFP in the chimeras was evaluated, observing that blocking the C-terminal end of P9-2 prevents its localization in the plasmodesmata. The localization of P7-1 and P9-2 in plasmodesmata is relevant this feature is shared by many known movement proteins of plant viruses. These results led us to perform functional assays to evaluate whether the proteins under study could promote plasmodesmata permeability. To this end, a preliminary test was carried out using the Drop-and-See technique and a transgenic Setaria viridis line that expresses P7-1 constitutively from a strong constitutive promoter available in our laboratory. It was possible to quantify fluorescence and identify key steps for the future optimization of the technique. Finally, we investigated whether P7-1 and P9-2 could transcomplement the movement of a movement-defective virus expressing free GFP in N. benthamiana. Although we had limitations in the negative controls, the results obtained were promising and suggested the need for additional trials with complementary techniques such as GFP-gating. In conclusion, this work contributed to the functional characterization of two MRCV viral proteins and established a new line of research in our group.
Instituto de Biotecnología
Fil: Sánchez, Sofia Ayelén. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Bio y Nanotecnologías; Argentina
Fil: Sanchez, Sofia Ayelén. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Sanchez, Sofia Ayelén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina