Supresor del silenciamiento de ARN p19

El supresor del silenciamiento de ARN p19 (también conocido como proteína central P19 del tombusvirus y modulador de la gravedad de los síntomas de 19 kDa ) es una proteína expresada a partir del gen ORF4 en el genoma de los tombusvirus . Estos virus son virus de ARN monocatenario de sentido positivo que infectan células vegetales , en las que el silenciamiento de ARN forma un sistema de defensa antiviral robusto y generalizado. La proteína p19 actúa como una estrategia de contradefensa, uniéndose específicamente a los ARN bicatenarios de 19 a 21 nucleótidos que funcionan como ARN de interferencia pequeño (siRNA) en el sistema de silenciamiento de ARN. Al secuestrar el siRNA, p19 suprime el silenciamiento de ARN y promueve la proliferación viral. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} La proteína p19 se considera un factor de virulencia significativo ^{[ 4 ]} y un componente de una carrera armamentística evolutiva entre las plantas y sus patógenos . ^{[ 5 ]}

La proteína p19 recibió su nombre por su tamaño, de aproximadamente 19 kilodaltons . Forma un homodímero funcional . Se dispone de las estructuras cristalinas de las proteínas p19 del virus del enanismo arbustivo del tomate ^{[ 1 ]} y del virus de la mancha anular italiana del clavel ^{[ 2 ]} . La proteína consta de un plegamiento proteico novedoso y ejemplifica un mecanismo previamente desconocido para la unión al ARN , utilizando una superficie de unión formada por una lámina beta y flanqueada por hélices alfa para interactuar con ARN de doble cadena de alrededor de 21 nucleótidos de longitud de manera no específica de secuencia. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 7 ]}

La proteína p19 se une a los ARN de doble cadena que funcionan como ARN de interferencia corto (siRNA) y está especializada para el producto de 21 nucleótidos de la enzima DCL4 (un miembro de una familia de enzimas vegetales con homología a Dicer ). ^{[ 7 ]} Al unirse al siRNA, p19 secuestra estas especies y evita que interactúen con el complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC), un complejo proteico que media el mecanismo de silenciamiento de ARN antiviral en la célula.

La proteína p19 también es capaz de unirse a moléculas de microARN endógenas de la célula huésped, así como a los siARN derivados del genoma del virus. Cabe destacar que una excepción a este patrón es la ineficiencia de p19 para interactuar con el microARN miR-168 , un ARN no codificante regulador que reprime la expresión de argonauta -1 (AGO1). La proteína AGO1 es necesaria para el silenciamiento del ARN, por lo que la preservación selectiva de su represor del secuestro general de miARN por parte de p19 reduce los niveles celulares de AGO1 y constituye un mecanismo adicional mediante el cual p19 inhibe el silenciamiento. ^{[ 5 ] [ 8 ]} Ambos mecanismos son independientes entre sí y pueden ser anulados selectivamente por mutaciones . ^{[ 9 ]}

El gen que codifica la proteína p19 es un ejemplo de gen sobreimpreso , una disposición genómica común en virus en la que múltiples genes están codificados por la misma porción del genoma leída en marcos de lectura alternos . ^{[ 10 ] [ 11 ]} El marco de lectura abierto ORF4, que codifica p19, está completamente contenido dentro del marco de lectura abierto de otro gen, que se denomina ORF3 y codifica la proteína de movimiento p22 . Ambos genes, y sus posiciones relativas, están conservados dentro de la familia tombusvirus. ^{[ 4 ] [ 11 ]} Se cree que P19 se originó de novo en este linaje. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

El secuestro de ARN bicatenario es una estrategia común de contradefensa viral contra el silenciamiento de ARN, que ha evolucionado en una especie de carrera armamentística evolutiva entre el virus y el huésped. ^{[ 5 ]} La proteína p19 no es única en esta función; en un ejemplo de evolución convergente , esta estrategia parece haber evolucionado al menos tres veces en distintos linajes virales utilizando proteínas con estructuras y medios físicos de unión al ARN distintos. ^{[ 3 ] [ 13 ] [ 14 ]}

El virus del enanismo arbustivo del tomate , especie tipo de la familia Tombusvirus , es un sistema modelo de larga data para el estudio de virus vegetales . El marco de lectura abierto que codifica p19 se descubrió originalmente a finales de la década de 1980, cuando se secuenció el genoma del virus; posteriormente se demostró que la proteína predicha se expresaba efectivamente a partir del gen, aunque su papel en la promoción de la virulencia y la infectividad se subestimó inicialmente. Tras la elucidación de su función como supresor del silenciamiento de ARN, p19 también se ha utilizado como herramienta en la investigación de biología molecular sobre el silenciamiento de ARN, la interferencia de ARN y procesos relacionados. ^{[ 4 ] [ 6 ]}