Грибы борются с вирусами с помощью редактирования РНК, которое перестраивает их генетический ответ

Выражение симптомов вирусных инфекций является побочным продуктом сложных молекулярных путей взаимодействия вируса и хозяина. Эти пути остаются в значительной степени неизвестными, особенно в системах патогенов гриб-вирус.

Известные противовирусные реакции грибов включают три механизма: интерференцию РНК (RNAi), посттранскрипционный механизм, подавляющий репликацию вируса; транскрипционное репрограммирование; и распознавание "свой-чужой", ограничивающее передачу вирусов между клетками гриба.

Хотя многие грибные вирусы (миковирусы) вызывают бессимптомные инфекции, механизмы, лежащие в основе индукции или подавления симптомов, плохо изучены.

Команда исследователей из Японии под руководством доцента Синдзи Хонды из Университета Фукуи и профессора Нобухиро Судзуки из Университета Окаямы использовала свою недавно созданную систему грибной вирусологии на модели Neurospora crassa, чтобы выявить гены и пути, участвующие в индукции симптомов после вирусной инфекции.

Ключевые открытия:

  • При вирусной инфекции резко повышается экспрессия ферментов A-to-I редактирования РНК (OLD-1 и OLD-2).
  • Эти ферменты специфически модифицируют мРНК соседних генов-транскрипционных факторов в геноме гриба, названных zao-1 и zao-2.
  • Редактирование изменяет стоп-кодон в их транскриптах, что приводит к синтезу полноразмерных белков (ZAO-1FL и ZAO-2FL) с цинк-пальцевыми доменами, действующих как мощные факторы транскрипции.

Взаимодействие систем:

  • В бессимптомном диком типе N. crassa, инфицированном миковирусом NcFV1, преимущественно экспрессируются укороченные варианты белка ZAO-1 (ZAO-1C/1CS), которые, как предполагается, конкурируют с полноразмерными белками ZAO за связывание с ДНК, "буферизируя" транскрипционный ответ.
  • При отключении системы RNAi (в мутантах Δqde-2) ферменты OLD сверхэкспрессируются и эффективно редактируют транскрипты zao-1/2, что приводит к увеличению производства ZAO-1FL и ZAO-2FL.
  • В мутантах Δzao-1 ферменты OLD эффективно редактируют транскрипт zao-2, увеличивая производство ZAO-2FL.
  • Эти полноразмерные белки ZAO, особенно ZAO-2FL, запускают чрезмерное транскрипционное репрограммирование и активацию противовирусных генов (AmyREGs), что приводит к выраженным симптомам.
  • Удаление zao-2 на фоне Δzao-1 (мутант Δzao-1/2) возвращает гриб к здоровому, бессимптомному состоянию, поскольку не происходит полной индукции AmyREGs.

Вывод:

Исследование раскрыло сложный уровень противовирусной защиты, связывающий редактирование РНК, RNAi и переключение сайта инициации транскрипции для регуляции транскрипционного репрограммирования и индукции симптомов. Эта система эволюционно консервативна среди нитчатых грибов, включая Neurospora, Fusarium и Aspergillus.