Virus reproductie dwars zitten
Net als wij mensen hebben planten soms last van virussen. Die kunnen grote schade aanrichten. Daarom willen onderzoekers graag weten hoe die virussen te werk gaan zodat ze waar mogelijk de virussen tegen kunnen houden.
Een van die schadelijke virussen is de tomato yellow leaf curl virus. Dit virus zoals vele andere virussen krijgt de geïnfecteerde plant zo ver om hun DNA te gaan vermenigvuldigen. Een eiwit is daarvoor cruciaal: Rep. Rep rekruteert de eiwitten van de gastheer plant die nodig zijn om z’n DNA te vermenigvuldigen. Rep doet dit doormiddel van het manipuleren van de signalen die eiwitten elkaar geven.
Nieuw onderzoek van Nederlandse onderzoekers ging na hoe Rep dat voor elkaar krijgt. Het eerste wat ze deden was testen aan welke plant-eiwitten Rep bindt. Dit deden ze eerst in een assay in gist, en vervolgens bevestigde ze dit met een assay in planten waarbij ze Rep en de kandidaat eiwitten elk aan de helft van een fluorescerend eiwit koppelde. Alleen als Rep en het kandidaat eiwit zo dicht bij elkaar zijn dat ze wel haast moeten binden komen de twee helften samen en licht het fluorescent eiwit op.
Binding via SIM motief
Bij zowel voor het assay in gist als die in planten zagen de onderzoekers dat Rep aan SUMO1 en SCE1 bindt. Zowel SUMO1 als SCE1 zijn nodig voor het aanhechten van de signalen die eiwitten elkaar geven. Bij verdere bestudering bleek dat de interactie tussen SCE1 en Rep waarschijnlijk via SUMO1 verloopt.
De volgende vraag was of Rep op dezelfde manier aan SUMO1 bindt als planteneiwitten dat doen, via een SIM motief. Hiervoor paste de onderzoekers het SUMO1 zo aan zodat het niet meer aan een SIM motief kon binden. Hierna bleek er geen interactie tussen SUMO1 en Rep meer te zijn.
Vervolgens bestudeerde de onderzoekers het Rep eiwit om het SIM motief te vinden. Die bleek te liggen bij het ATPase gedeelte van het eiwit. Om te bevestigen dat dit SIM motief inderdaad nodig is voor de binding aan SUMO1, paste de onderzoekers drie aminozuren van dit motief aan. Het veranderen van een van de drie aminozuren bleek de binding van Rep aan SUMO1 niet te hinderen, maar aanpassing van twee of drie aminozuren voorkwam de binding tussen REP en SUMO1.
Verminderde vermenigvuldiging
Dit, zo bleek na testen, had ook gevolgen voor hoe goed het virus zich kon vermenigvuldigen. Virussen waarbij alle drie de SIM aminozuren waren aangepast in Rep vermenigvuldigde zich bijna niet.
Omdat SIM bij het ATPase gedeelte van het eiwit zit, vroegen de onderzoekers zich af hoe de aanpassingen in het SIM motief de ATPase activiteit van Rep beïnvloeden. Ook die bleek flink lager te zijn voor Rep met het aangepaste SIM motief dan voor Rep zonder aangepaste SIM.
De vraag die daarom overblijft is of de verminderde vermenigvuldiging van het virus komt omdat de binding tussen SUMO1 en Rep niet plaatsvindt, of omdat verandering van het SIM motief in Rep ook de ATPase activiteit heeft verminderd. Antwoordt op die vraag is nodig om te kijken of aanpassing van SUMO1, zodat het Rep niet langer bindt, een vruchtbare optie kan zijn om planten resistent te maken tegen de tomato yellow leaf curl virus en gerelateerde virussen.
Literatuur
Gaertner NF, Maio F, Arroyo-Mateos M, Luna AP, Sabarit B, Kwaaitaal M, Eltschkner S, Prins M, Bejarano ER, van den Burg HA. 2025, A SUMO interacting motif in the replication initiator protein of tomato yellow leaf curl virus is required for viral replication. J Virol 0:e01286-25. https://doi.org/10.1128/jvi.01286-25
Plant en Zo 