La tetraspanina TET8 de "Capsicum chinense"caracterización y análisis funcional en el contexto de la defensa vegetal

Resumen

Las tetraspaninas constituyen una superfamilia de proteínas integrales de membrana conservadas evolutivamente y presentes en todos los organismos multicelulares. Las tetraspaninas animales han suscitado un creciente interés científico ya que se ha demostrado que desempeñan importantes funciones en diversos procesos biológicos, entre ellos la patogénesis viral. Sin embargo, las tetraspaninas vegetales han sido objeto de muy escasas investigaciones y el conocimiento que poseemos sobre ellas es aún muy limitado.Las enfermedades vegetales causadas por virus de plantas son unos de los principales problemas de la agricultura en todo el mundo. En estudios previos del grupo se identificaron mRNAs cuya expresión era inducida en Capsicum chinense tras la infección con la cepa española del virus del moteado suave del pimiento (PMMoV-S). Entre ellos, se identificó un mRNA codificador de una potencial tetraspanina, siendo ésta la proteína en la que se centra el presente trabajo.Nuestro estudio comienza con el análisis de la secuencia aminoacídica de dicha proteína, que nos permitió concluir que ésta posee las características estructurales propias de las tetraspaninas vegetales y que presenta una identidad de secuencia máxima con tetraspaninas 8 de otras especies, por lo que la denominamos tetraspanina 8 (TET8) de C. chinense. A continuación caracterizamos esta nueva tetraspanina, y los resultados muestran que TET8 se localiza en la membrana plasmática y en los plasmodesmos (PDs) cuando es sobreexpresada en hojas de Nicotiana benthamiana, y que alcanza dicha localización subcelular a través de la ruta secretora. Además detectamos la presencia in planta de potenciales formas oligoméricas de TET8-GFP, constituyendo el primer indicio de la oligomerización de tetraspaninas in planta.Asimismo, en este trabajo hemos realizado un análisis funcional de TET8 en el ámbito de la defensa vegetal, estudiando por primera vez una tetraspanina en el contexto de la interacción planta-virus. Nuestros resultados confirman que la infección de C. chinense con PMMoV induce la expresión del mRNA de TET8, lo que sugiere que dicha tetraspanina está relacionada con la respuesta de defensa de la planta ante este tobamovirus. Además, la sobreexpresión de TET8 en hojas de N. benthamiana limita el movimiento local y sistémico tanto de PMMoV como de otro tobamovirus, el virus del mosaico del tabaco (TMV), pero no afecta a la propagación de otros 3 virus de géneros diferentes. Nuestros resultados sugieren que TET8 actúa como un regulador negativo del movimiento de dichos tobamovirus a través de mecanismos específicos que no están mediados por ácido salicílico (SA), e indican que la restricción del movimiento no se debe a que la sobreexpresión de TET8 por sí sola produzca una mayor acumulación de callosa en los PDs. Este trabajo pone de manifiesto por primera vez que la sobreexpresión de una tetraspanina vegetal limita el movimiento viral.Por otra parte en este estudio presentamos también la primera evidencia de la inducción de muerte celular por parte de una tetraspanina en plantas, ya que nuestros resultados muestran cómo la sobreexpresión de TET8 en hojas de N. benthamiana desencadena un proceso de muerte celular independiente de SA a partir de los 6-7 días post-agroinfiltración. Esta muerte celular está asociada a una mayor acumulación de ROS, a un incremento de los depósitos de callosa a lo largo de la pared celular y a la inducción de la expresión del mRNA de una PR marcadora de la ruta del etileno. Por ello proponemos que dicha muerte celular está relacionada con la activación de mecanismos de defensa de la planta. Además la muerte celular estudiada está también asociada a la inducción de la expresión de mRNAs que codifican enzimas de procesamiento vacuolar, lo que apunta a que podría tratarse de una muerte celular programada mediada por el colapso vacuolar.