Triple R connection of geminivirus multiplication
Final Report Abstract
Geminiviren haben in zunehmendem Maße die Ernten von wichtigen Kulturpflanzen, wie Bohnen, Mais, Maniok, Tomaten und Zuckerrüben weltweit bedroht. Ihr epidemiologisches Potential ist durch eine hohe Mutations- und Rekombinationsrate begründet, wodurch sie sich schnell an neue Pflanzenarten und -sorten anpassen und Resistenzen überwinden können. Wegen ihrer kleinen Genome sind sie auf eine Vielzahl von pflanzlichen Proteinen angewiesen, um sich effektiv zu vermehren. Im Projekt sollten deswegen Wirtsgene identifiziert werden, die im Wechselspiel von Replikation, Rekombination und Reparatur (RRR) einen Einfluss auf die Virus-Vermehrung haben. Im Modellsystem aus Euphorbia Yellow Mosaic Virus und Arabidopsis thaliana wurden 23 T-DNA Insertionslinien mit ausgeschalteten Genen, die für RRR relevant sind, durch biolistische Inokulation geprüft. Der Infektionserfolg wurde mittels hochauflösender Gelelektrophorese und Hybridisierung sowie durch Hochdurchsatz-Sequenzierung ermittelt. Dabei erwiesen sich drei Gene als wichtig: RAD 51D als Vermittler des Single-Strand-Annealing für die Homologe Rekombination (HR) förderte die virale Replikation, KU 80 als Schlüsselenzym des Non-homologous Endjoining (NHEJ) verzögerte diese und die Wirkungen der Transläsionspolymerasen pol η und pol ζ können die hohen Mutationsraten erklären helfen. Diese neuen Erkenntnisse um das komplexe Zusammenspiel von Replikation, HR und NHEJ erweitern unser Bild von der genetischen Flexibilität von Geminiviren beträchtlich und sind unerlässlich für eine rationale Züchtung oder Herstellung von Resistenzen.
Publications
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