Metilacija arginina je važna posttranslaciona modifikacija uključena u regulaciju transkripcije, obradu RNK, popravku oštećenja DNK i imuni odgovor. Protein arginin metiltransferaze (PRMT) su evolutivno očuvana porodica proteina odgovorna za katalizaciju metilacije proteina arginina.
PRMT biljaka utiču na razvoj biljaka i odgovor na stres kroz transkripcionu i posttranskripcionu regulaciju. Međutim, ostaje uglavnom nepoznato da li su PRMT uključeni u otpornost biljaka na bolesti.
Kineski naučnici su ustanovili metilaciju arginina posredovanu PRMT6 utišavanja RNK virusa supresora (VSR) kao novi mehanizam biljnog imuniteta protiv virusa. Njihov rad pod naslovom „Protein koji cilja na metiltransferazu 6 medijum protiv virusnog imuniteta u biljkama“ objavljen je u Cell Host & Microbe 5. avgusta.
Utišavanje antivirusnog gena posredovano siRNA igra ključnu ulogu u odbrani biljaka od virusa. VSR kodirani virusima inhibiraju utišavanje antivirusne RNK.
Tokom ko-evolucije biljnog virusa, biljke su razvile dodatne strategije suzbijanja kako bi ciljale VSR, kao što su autofagija i ponavljanje bogato leucinom koji vezuje nukleotide (NLR) koji sadrži imunitet posredovan imunim receptorima.
P19 kodiran virusom grmlja paradajza (TBSV) je dobro proučen VSR koji promoviše sistemsko kretanje virusa vezivanjem za dupleks siRNA.
Prethodna studija tima profesora Cao Ksiaofenga otkrila je da prekomerna ekspresija PRMT6 može da obnovi fenotip prekomerne ekspresije P19 u Arabidopsisu, dok nokaut PRMT6 pogoršava fenotip prekomerne ekspresije P19. Ovo sugeriše da PRMT6 u biljkama može igrati ulogu u antivirusnim odgovorima.
S obzirom na to da je paradajz prirodni domaćin TBSV-a, Caov tim je sarađivao sa timom profesora Li Fenga sa Poljoprivrednog univerziteta Huazhong kako bi dalje istražio ulogu PRMT6 u antivirusnim odgovorima paradajza.
Kroz bioinformatičku analizu, naučnici su identifikovali protein paradajza, SliPRMT6, koji je homologan PRMT6 kod ljudi i Arabidopsis. SliPRMT6 nokaut mutanti su pokazali smanjenu otpornost paradajza na TBSV infekciju, dok je prekomerna ekspresija SliPRMT6 povećala otpornost na TBSV. Ovo ukazuje da SliPRMT6 igra ulogu u antivirusnim odgovorima paradajza.
Dva alela PRMT6 su zatim identifikovana u prirodnoj populaciji paradajza, pokazujući značajnu korelaciju sa nivoima ekspresije PRMT6 i otpornošću na TBSV. Ovaj nalaz sugeriše da bi alel povezan sa visokom ekspresijom mogao biti dragocen za uzgoj otpornosti.
Dalja analiza je pokazala da PRMT6 interaguje sa P19, inhibirajući njegovu VSR aktivnost smanjenjem njegovog kapaciteta da veže siRNA. Mehanističke studije su otkrile da PRMT6 smanjuje afinitet P19 za siRNA metilirajući ostatke R43 i R115, što je ključno za dimerizaciju i dupleks interakciju siRNA.
Tačkaste mutacije i eksperimenti prolazne ekspresije u Nicotiana benthamiana pokazali su da mutacije R43 i R115 oslabljuju funkciju supresora utišavanja P19.
Naknadni eksperimenti sa dva hibrida kvasca i ko-imunoprecipitacijom, zajedno sa prethodnom strukturnom analizom kompleksa P19-siRNA, otkrili su da SliPRMT6 remeti formiranje P19 homodimera metilacijom arginina 43.
Štaviše, metilacija arginina 115 je narušila vezivanje dimera P19 za siRNA, čime je kompromitovala funkciju supresora utišavanja P19.
Ova studija otkriva novi mehanizam antivirusnog imuniteta posredovanog PRMT6, dopunjujući nepoznati NLR-posredovani imunitet i puteve autofagije.
