Identificação de uma ferredoxina que interage com a proteína Sw-5 que confere resistência a tospovírus

Abstract

A proteína Sw-5 codificada pelo gene Sw-5 de tomateiro confere resistência de amplo espectro a tospovírus. Essa proteína contém um domínio amino-terminal coil-coiled, um domíno central de ligação a nucleotídeos fosfatados e uma região carboxi-terminal com repetições ricas em leucina. Esses domínios sugerem que a proteína Sw-5 reconhece direta ou indiretamente elicitores produzidos pelo vírus e participa de uma cadeia de transdução de sinais que leva à morte das células inicialmente infectadas pelos tospovírus e, ou, ativação de respostas de defesa da planta. Este trabalho teve como objetivo a identificação e a caracterização molecular de genes que codificam proteínas capazes de interagir fisicamente com a proteína codificada pelo gene de resistência Sw-5 por meio da utilização do sistema duplo-híbrido de leveduras. A triagem 5x107 clones de cDNAs de Nicotiana benthamina por meio da obtenção de diplóides, não revelou nenhum cDNA que codifica proteína capaz de interagir com a proteína Sw-5. A análise de 1,8 x 105 clones pelo processo de co-transformação resultou na identificação de um cDNA que codifica uma proteína ferredoxina I de cloroplasto (Nb-Fd1), capaz de interagir com a proteína Sw-5. Essa proteína contém um domínio e uma assinatura característicos de proteínas 2Fe-2S. Resultados preliminares mostraram que o silenciamento do gene que codifica Nb-Fd1 resulta em uma maior quantidade de lesões necróticas locais e lesões no ápice das plantas resistentes desafiadas com tospovírus evidenciando a não contenção do vírus no sítio de infecção. Esse fenótipo demonstra um papel de Nb-Fd1 na resistência a tospovírus. Assim, é possível que esta proteína participe do processo de alteração do potencial redox da célula, acúmulo de espécies reativas de oxigênio e ativação de morte celular programada que caracterizam a resposta de hipersensibilidade mediada pelo gene Sw-5.

The Sw-5 protein codified by the tomato Sw-5 gene confers broad spectrum tospovirus resistance. This protein contains a coil-coiled aminoterminal domain, a central nucleotide binding site domain and a leucine-rich repeat carboxi-terminal domain. These domains suggest that Sw-5 recognizes directly or indirectly virus elicitors and it participates in a signal transduction pathway that leads to the death of infected cells and activation of plant defense responses. The objective of this work was to identifiy and characterize genes encoding proteins that interacts physically with Sw-5 in the yeast two hybrid system. The screening of 5x107 Nicotiana benthamina cDNA clones, using the yeast mating strategy, did not yield any protein capable to interact with Sw-5. Analyzing 1,8 x 105 clones by co-transformation strategy, it was possible identify a cDNA that encodes an chloroplast ferredoxin I (Nb-Fd1) capable to interact with Sw-5. This protein contains a domain and a signature of 2Fe-2S proteins. Virus-induced silencing of the Nb-Fd1 gene leads to a grater number of local necrotic lesions and apical lesions in resistance plants challenged with tospovirus showing that this gene is important for tomato tospovirus resistance. This phenotype indicates that Nb-Fd1 is possibly involved in cellular redox state alteration, reactive oxygen species accumulation and programmed cell death activation processes mediated by Sw-5.