Η LeMA-1 είναι πρωτεΐνη της ντομάτας που ανήκει σε μια νέα ομάδα Mg-εξαρτώμενων ΑΤΡασών, τις ΑΑΑ πρωτεΐνες, και ειδικά στην υποοικογένεια των ρυθμιστικών ΑΤΡασών της 26S πρωτεάσης (Rpts, ανασκόπηση Patel & Latterich 1998). Η πρωτεΐνη εντοπίζεται σε πυρήνες καθώς και σε όλους τους ιστούς του φυτού (ντομάτα) που εξετάσθηκαν. Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται για πρώτη φορά μελέτη της συμπεριφοράς μιας πρωτείνης της ομάδας αυτής, in vivo, σε ολόκληρο ευκαρυωτικό οργανισμό. Η κωδική περιοχή της πρωτεΐνης κλωνοποιήθηκε στο γένωμα του ιού της πατάτας Χ (PVX), και εκφράστηκε σε φυτά που μολύνθηκαν με την κατασκευή αυτή (ντοματιές, Nic. Benthamiana και Nic. Clevelandi). Οι ανασυνδυασμένοι ιοί που έφεραν την πλήρη ή και διάφορα τμήματα της κωδικής περιοχής της LeMA-1 προκάλεσαν θνησιγόνο φαινότυπο με χαρακτηριστικά συμπτώματα, ίδια και στα τρία είδη φυτών που χρησιμοποιήθηκαν, τα οποία είναι πολύ εντονότερα στα νεα φύλλα: αναστολή της ανάπτυξης του φυτού, χαρακτηριστική επιναστία βλαστών και φύλλων (καρούλιασμα), συρρίκνωση των νεύρων και των ελασμάτων και παραμόρφωση των φύλλων. Η παρουσία του ιού στο κύτταρο προκάλεσε την έναρξη του φαινομένου της γονιδιακής σίγησης μέσω ιών (VIGS) το οποίο εκτός από τις ιικές ακολουθίες επηρεάζει και το RNA της LeMA-1 που περιέχεται στο γένωμα του ιού σαν ένθεση και πιθανό το ενδογενώς παραγόμενο RNA της πρωτεΐνης με συνέπεια την εμφάνιση του χαρακτηριστικού θνησιγόνου φαινοτύπου στα φυτά. Με βάση τα αποτελέσματα από την έκφραση της LeMA-1 σε φυτά, θεωρήθηκε σκόπιμο να μελετηθεί και η συμπεριφορά των άλλων πέντε ΑΑΑ ΑΤΡασών της ντομάτας της υποοικογένειας των Rpts, με τις οποίες η LeMA-1 έχει αναφερθεί να σχηματίζει εξαμελή δακτύλιο, μέρος του συμπλόκου της 26S πρωτεάσης. Τμήματα της κωδικής περιοχής των πρωτεϊνών αυτών της ντομάτας (Rpt1, 2, 3, 4, και 6) κλωνοποιήθηκαν στον PVX και οι κατασκευές διοχετεύθηκαν σε φυτά. Από αυτές τις κατασκευές επιτυχής ήταν η μόλυνση με την PVX-Rpt1, η οποία προκάλεσε επίσης θνησιγόνο φαινότυπο με ηπιότερα συμπτώματα από εκείνα που παρατηρήθηκαν με τις κατασκευές της LeMA-1: το φυτό παρουσιάζει επίσης αναστολή της ανάπτυξης και ηπιότερη παραμόρφωση των νέων φύλλων και βλαστών.
(EL)
Tomato protein LeMA-1 is a member of a new family of Mg-dependent ATPases called AAA protein family, and specifically member of the subgroup of the regulatory particle triple A ATPases (Rpts) of the 26S protease complex. The protein is located in the nucleus and is expressed in all plant tissues examined (tomato). This work is the first report of an in vivo study of one of these proteins in whole organism (apart from yeast). The code region of LeMA-1 was cloned onto the genome of the Potato virus X PVX) and the construct was used to inoculate plants (tomato, Nic. Benthamiana and Nic. Clevelandi). The plants that were infected with virus carrying LeMA-1 sequences developed a lethal phenotypewith characteristic symptoms: growth arrest, epinasty of shoots and distortion of the newly emerging leaves, which 15 days post infection lead to plant death. Constructs carrying the whole coding sequences as well as those carrying different deletion fragments of LeMA-1, both exhibited the same sequence of events after infection. Viruses trigger RNA silencing in infected plants (VIGS virus induced gene silencing). When they carry endogenous sequences then the insert the endogenous gene- is attacked by RNA silencing as well, which in the case of LeMA-1 caused the observed lethal phenotype. Based on these results it was estimated that this tool could be applied to study the phenotype caused by the expression of the other Rpts via PVX. For this purpose, parts of the coding sequences of four Rpts of tomato (the clones were obtained from a sequence bank) were cloned onto PVX and the constructs were used to inoculate plants. Of these, the PVX-Rpt1 construct was infectious and caused a lethal phenotype, whith symptoms less severe than the ones observed with the LeMA-1 constructs. The Rpt1 plants were arrested, the symptoms affected the newly emerging leaves which were distorted as well as the shoots but to a lesser extend compared with the LeMA-1 phenotype.
(EN)
