Untersuchung der Rolle des Chromatinregulators LHP1 bei der Abwehr von Geminiviren und seiner Wechselwirkung mit dem von Geminiviren kodierten C3-Protein

01.03.2023 bis 28.02.2025

Geminiviren haben sich als verheerende Krankheitserreger entpuppt, die weltweit große Verluste bei Nutzpflanzen verursachen. Geminiviren replizieren ihre zirkulären einzelsträngigen (ss) DNA-Genome in den Kernen von Pflanzenzellen über doppelsträngige (ds) DNA-Intermediate, die um Histone gewickelt sind und Minichromosomen bilden. Das geminivirale Chromatin ist epigenetischen Modifikationen unterworfen, die bei der Regulierung der viralen Pathogenese eine Rolle gespielt haben. Unser Wissen über das epigenetische Schlachtfeld zwischen Pflanzen und Geminiviren ist jedoch noch begrenzt.

Das Wirtslabor identifizierte das Protein LIKE HETEROCHROMATIN PROTEIN 1 (LHP1), ein Polycomb-Protein, das H3K27me3 bindet und eine Funktion bei der Transkriptionsunterdrückung hat, als einen direkten Interaktor des C3-Proteins des Geminivirus Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV). C3 ist ein Verstärker der viralen Replikation mit einer noch zu beschreibenden wesentlichen Rolle für die Infektion. Weitere Experimente haben ergeben, dass LHP1 in Tomaten und N. benthamiana eine antigeminivirale Rolle spielt. Auffallend ist, dass die Transkriptionsanalyse zeigte, dass C3 die Transkriptionslandschaft des Wirts im Zusammenhang mit der Virusinfektion weitgehend verändert. In diesem Antrag wollen wir mit Hilfe eines multidisziplinären Ansatzes, der Zellbiologie, Molekularbiologie, Proteinbiochemie und Genetik kombiniert, die molekularen und zellulären Mechanismen entschlüsseln, mit denen LHP1 der Pathogenese des Geminivirus entgegenwirkt, sowie die Auswirkungen seiner Interaktion mit C3.

Dieses Projekt wird unser Verständnis der epigenetischen Veränderungen erweitern, die dem Ergebnis von Geminivirus-Pflanzen-Interaktionen zugrunde liegen, und Einblicke in die Rolle von LHP1 im laufenden Wettrüsten zwischen Pflanzenabwehr und viraler Gegenwehr geben.