Interrupting virus replication

Interrupting virus replication

Just like us humans, plants are also infected by viruses. These can cause lots of damage. Therefore, researchers like to know how these viruses work, so they can stop them where possible.

One of those damaging viruses is the tomato yellow leaf curl virus. This virus and others from the same group manipulate the infected plants so that it reproduces their DNA. One crucial protein for this is: Rep. Rep recruits host proteins that its needs for the reproduction of its DNA. Rep does this through manipulation of the signals that proteins give each other.

A new study by Dutch researchers analysed how Rep does this. The first thing they did was testing which plant proteins interact with Rep. This they first did through an assay in yeast, followed up by an assay in plants whereby they gave Rep and its potential binding proteins each one half of a fluorescent protein. Only when Rep and the potential binding protein were so close that they most probably bind, then the two halves of the fluorescent protein came together and did the fluorescent protein light up.

Binding via SIM motif

For both assays the researchers observed that Rep binds to SUMO1 and SCE1. Both SUMO1 and SCE1 are involved in the attachment of the signals proteins give to each other.Although subsequent analysis showed that the interaction between SCE and Rep probably occurs via SUMO1.

The next question the researchers had was if Rep binds SUMO1 in a similar way as plants proteins bind SUMO1, via a SIM motif. To analyse this the researchers adapted SUMO1 in such a way that it can no longer bind a SIM motif. As a consequence, it turned out, SUMO1 could no longer bind Rep.

Subsequently the researchers searched in the Rep protein for the SIM motif. They found this motif laying nearby the ATPase domain of the protein. To confirm that this SIM motif is indeed needed for binding SUMO1, the researchers mutated three core amino acids of this motif. Changing one of those three amino acids did not interfere with the binding to SUMO1 but changing two or three amino acids prevented the binding between Rep and SUMO1.

Reduced virus reproduction

This, they found after testing, also had consequences for the rate of virus reproduction. Viruses in which all three SIM amino acids were mutated in Rep hardly multiplied at all.

Because the SIM motif is nearby the ATPase domain of the protein, the researchers wondered if changes in the SIM motif also affected the ATPase activity of Rep. After testing, it turned out that this was indeed the case, Rep with a mutated SIM motif had lower activity than Rep without a mutated SIM motif.

The question that remains is whether the reduced reproduction of the virus is due to the absence of the interaction between Rep and SUMO1, or because the changes in SIM also reduced the ATPase activity. An answer on this question is needed when researched want to decide if it is worthwhile to introduce changes in SUMO1 to make plants resistant to the tomato yellow leaf curl virus and related viruses.

Literature

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

Thanks for reading.
If you like what you read, support me with on of the following actions

🍵 Buy me a tea

Follow me on LinkedIn or BlueSky
Share it with a friend or co-worker
Singing up to my newsletter so my next blog lands directly in your inbox

Virus reproductie dwars zitten

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

Bedankt voor het lezen
Vond je het interessant, overweeg dan een van de volgende acties

🍵 Buy me a tea

Volg me op LinkedIn of BlueSky
Stuur het door aan een vriend of collega
Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.

Pitcher plant not a strict predator after all

Pitcher plant not a strict predator after all

Bright colours, sweet perfume, and the promise of nectar lure insects to a pitcher plants rim. While walking and snacking on that rim, those insects ultimately lose their footing and become food themselves. That is the picture we get about the interaction of pitcher plants and their prey from nature documentaries.

But in reality, a pitcher plant success rate is not that high. Only less than 2 percent of the visiting insects become prey. The rest exploit pitcher plants for food and shelter. This made scientist wonder if pitcher plants are really the predators we believe them to be or if they have a more mutualistic relationships with the local insect population.

To investigate this, a group of American and Japanese researchers made use of a natural occurring phenomenon: carnivorous pitcher plants contain more of the rare stable nitrogen isotope nitrogen-15 than other plants. This led to the reasoning that insects obtaining food from pitcher plants will also obtain nitrogen-15 that insects that obtain food from other plants.

Ate more nitrogen-15

To test this the researchers first selected five sites where pitcher plants were growing and found at 1 km distance five control sites. This distance between the test and control sites is important as the wasp they were analysing flies maximal 300 meter from their nest sites. Having the control sites at 1 km distance therefore, prevented that the wasps the researchers collected had visited both sites.

After having collected leaves from pitcher plants and non-pitcher plants and wasps from both test and control sites the researchers set out to measure the levels of nitrogen-15 in all those samples. As expected, the leaves of pitcher plants contained more nitrogen-15 that leaves of other plants.

For the wasps the picture was less clear. The majority of the wasps from both test and control locations contained little nitrogen-15. But the average for the wasps from the test sites was higher than those of the control site. Suggesting that wasps at the test sites ingested more food with higher nitrogen-15 levels than wasps at the control sites.

Food source

As the researchers say in the article, “from this study can not be said what the exact source was of the nitrogen-15 observed in the test location wasps.” There are two options, the first is that the wasps got the nitrogen-15 directly from snacking on the nectar the pitcher plants provide. The second option is that the wasps in their larval stage were fed insects who had fed on pitcher plant nectar.

In either case this makes pitcher plants both a predator and a food source. The question that remains open is which way the balance tips over to. That all depends on how nutritious the nectar is that the pitcher plants provide. It is the sum of cost of obtaining nutrients vs providing them. And for finding that out, more research is needed.

Literature

David W. Armitage, Asa Conover, Katharine M. Saunders M., Mutualism in disguise? Isotopic evidence for nutrient transfer from a carnivorous pitcher plant to its insect prey. bioRxiv 2025.10.16.682955; doi: https://doi.org/10.1101/2025.10.16.682955  

This article is a preprint and has not been certified by peer review [what does this mean?].

Thanks for reading.
If you like what you read, support me with on of the following actions

🍵 Buy me a tea

Follow me on LinkedIn or BlueSky
Share it with a friend or co-worker
Singing up to my newsletter so my next blog lands directly in your inbox

Bekerplanten zijn toch geen rovers

Bekerplanten zijn toch geen rovers

Met felle kleuren, zoete geuren, en de belofte van nectar lokken insecten naar de rand van de beker van bekerplanten. Al wandelend en snoepend op die rand verliezen die insecten onvermijdelijk hun evenwicht en worden zelf voedsel. Dit is het beeld dat natuurdocumentaires over bekerplanten en hun prooi schetsen.

Maar de realiteit is dat bekerplanten veel minder succesvol zijn. Minder dan 2% van de bezoekende insecten zijn gedoemd om opgegeten te worden. Dit zorgde ervoor dat onderzoekers zich afvroegen of bekerplanten wel de jagers zijn die we ze geloven te zijn, of dat ze een meer mutualistische relatie met de lokale insecten populatie hebben.

Om dit te onderzoeken maakte een groep van Amerikaanse en Japanse onderzoekers gebruik van een van nature voorkomend fenomeen: bekerplanten bevatten meer van de zeldzame stabiele stikstof isotoop stikstof-15 dan andere planten. Dit zo redeneerde de onderzoekers zorgt er waarschijnlijk voor dat insecten die hun voedsel bij bekerplanten vandaan halen ook meer stikstof-15 bevatten dan insecten die van andere planten leven.

Stikstof-15 gegeten

Om dit te testen selecteerde de onderzoekers vijf locaties waar bekerplanten groeiden en vonden corresponderende controle locaties op 1 km van de test locaties. De afstand tussen de test en de controle locaties is belangrijk omdat de wespen die ze bestudeerde maximaal 300 meter van hun nest vliegen. Door de controle locaties op 1 km afstand van de test locaties te hebben voorkomen de onderzoekers dat de gevangen wespen beide locaties hadden bezocht.

Na bladeren van zowel bekerplanten en niet bekerplanten en wespen van beide locaties te hebben verzameld maten de onderzoekers de hoeveelheid stikstof-15 in deze monsters. Als verwacht de bladeren van bekerplanten bevatte meer stikstof-15 dan die van andere planten.

Bij de wespen is het beeld minder duidelijk. De meeste wespen van zowel de test als controle locaties bevatten nauwelijks stikstof-15. Maar het gemiddelde van de wespen van de test locatie was hoger dan die van de controle locaties. Dit suggereert dat wespen op test locaties meer eten met stikstof-15 aten dan de wespen op de controle locaties.

Voedselbron

Zoals de onderzoekers van het artikel zeggen “op basis van deze studie kunnen we niet zeggen wat de precieze bron van de stikstof-15 in de wespen op de test locatie was.” Er zijn twee mogelijkheden. De eerste is dat de wespen de stikstof-15 binnenkregen tijdens het snoepen van de bekerplant nectar. De tweede optie is dat wespen in hun larve stadium insecten te eten hebben gekregen die van de bekerplant nectar gesnoept hadden.

In beide gevallen zijn bekerplanten zowel jager als voedselbron. De vraag die openblijft is naar welke kant de balans over helt. Dit hangt af hoe voedzaam de nectar van de bekerplanten is. Dat is de som van de kosten van het opnemen vs het verschaffen van voedingstoffen. En om dat uit te zoeken is meer onderzoek nodig.

Literatuur

David W. Armitage, Asa Conover, Katharine M. Saunders M., Mutualism in disguise? Isotopic evidence for nutrient transfer from a carnivorous pitcher plant to its insect prey. bioRxiv 2025.10.16.682955; doi: https://doi.org/10.1101/2025.10.16.682955  

This article is a preprint and has not been certified by peer review [what does this mean?].

Bedankt voor het lezen
Vond je het interessant, overweeg dan een van de volgende acties

🍵 Buy me a tea

Volg me op LinkedIn of BlueSky
Stuur het door aan een vriend of collega
Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.