Роль РНК-сайленсинга в антивирусном иммунитете

Как уже указывалось, источником siPHK могут быть репликативные интермедиаты РНК-содержащих вирусов. В случае ДНК-содержащих вирусов это продукты двунаправленной транскрипции повторяющихся геномных последовательностей. Аппарат сайленсинга распознает dsPHK и обеспечивает синтез малых РНК, которые вызывают вирус-индуцированный сайленсинг генов (англ, virus-induced gene silencing, VIGS). Это приводит к подавлению размножения инфекционного агента; в случае вирусов растений — по причине эндонуклеазного расщепления РНК с помощью комплекса RISC (рис. 20). проникновение вируса Антивирусный РНК-сайленсинг у растений. Еще задолго до объяснения механизма РНК-интерференции было установлено, что индуцированный вирусной РНК сайленсинг вирусных генов распространяется по растению из зоны первичного заражения, а также может быть передан при прививке. В настоящее время показано, что после образования siPHK передается между клетками по плазмодесмам. Наряду с этим существует еще не идентифицированный сигнал для запуска сайленсинга, обеспечивающий его системное распространение. Малые интерферирующие РНК растений могут образовываться не только путем расщепления вирусной dsPHK (как siPHK), но и из тех вирусных ssPHK(+), которые способны к внутримолекулярному свертыванию в stem-loop структуру (по аналогии с miPHK).

Многие растения, в частности A. thaliana, образуют серию гомологов дайсер-фермента, что позволяет адаптивно реагировать на инфицирование разными вирусами. Антивирусный РНК-сайленсинг у растений можно подразделить на две стадии — инициацию и поддержание. Для инициации необходимо появление dsPHK, которая распознается дайсер-ферментом с последующим рекрутированием комплекса RISC, что приводит к образованию siPHK. Поддержание связано с отсутствием dsPHK в качестве триггера; siPHK амплифицируются с помощью РНК-зависимой РНК-полимеразы. При этом ранее образованная siPHK служит праймером, а гомологичная ей клеточная РНК — матрицей. РНК-сайленсинг находит практическое применение при защите растений от вирусной инфекции. Путем введения генетических конструкций, инициирующих PTGS, трансгенные культивируемые растения удается защитить от широкого круга вирусных инфекций. В частности, так было спасено производство папайи (Carica papaya) На Гавайских о-вах, которое ранее несло значительный ущерб от фитовируса Papaya ringspot virus (PRSV; сем. Potyviridae).