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Uno de los principales retos en el campo de la biología y la patología vegetal radica en comprender los mecanismos moleculares que determinan las relaciones de compatibilidad virus-huésped y el desarrollo de la enfermedad. En la naturaleza, las interacciones virus-planta se mantienen en un equilibrio óptimo en el que la infección tiene lugar sin daño aparente para la planta huésped. Pero si este equilibrio se altera, los virus pueden causar enfermedades devastadoras. En este escenario, la inmunidad de las plantas les permite detectar potenciales patógenos y montar respuestas defensivas. Los virus provocan este tipo de respuestas inmunes, si bien no está claro que conformen un frente de defensa eficaz frente a las infecciones virales. Con esta idea en mente, en nuestro grupo investigamos la interacción entre la infección por virus y la inmunidad innata de las plantas.
En los últimos años, hemos estudiado el papel de varios (co)receptores y reguladores inmunes en esta respuesta antiviral. Entre ellos, BIR1 es un receptor-quinasa de la membrana celular que actúa como regulador negativo de la inmunidad antiviral. La infección estimula la acumulación de ácido salicílico (SA), y el SA desencadena la activación transcripcional de BIR1. Nuestro trabajo reciente se ha centrado en estudiar la homeostasis de BIR1. La metilación del ADN regula la transcripción de BIR1, mientras que el silenciamiento postranscripcional elimina el exceso de transcritos de BIR1, lo que demuestra que el silenciamiento es un punto de control de la respuesta inmune. La inducción de BIR1 a niveles fisiológicos afecta negativamente a la respuesta inmune, reduciendo la acumulación de callosa en los plasmodesmos o la expresión de genes marcadores de la respuesta inmune. Posiblemente estas respuestas ayuden a mantener el equilibrio huésped-patógeno en el contexto de la infección.
Sin embargo, la expresión no fisiológica de BIR1 provoca fenotipos de crecimiento y muerte celular, y una hiperactivación de la respuesta inmune. Estos fenotipos, denominados autoinmunes, involucran además a varios reguladores clave de la cascada de señalización inmune, tales como EDS1 o SOBIR1. Nuestros datos sugieren que una o varias proteínas de resistencia tipo TNL son capaces de detectar alteraciones asociadas a la función e la integridad de BIR1 y activar la muerte celular.
Recientemente, buscamos nuevas proteínas que interactúen con BIR1 en plantas infectadas y estudiamos cómo los receptores inmunes extracelulares perciben los virus de las plantas y cómo la percepción se conecta con las vías de señalización inmune posteriores.
Miembros
| César Llave Correas |
| Malgorzata Ciska |
| Carmen Robinson Pastor |
| Ana Yepes Melchor |
Publicaciones seleccionadas
Guzmán-Benito I, Robinson C, Hua C, Sede A, Elvira-González L, Punzón I, Heinlein M, Nürnberger T, LLAVE C*. [2023]. The receptor-like kinase BIR1 inhibits elicitor-induced plasmodesmata callose deposition and PTI gene expression and requires EDS1 and SOBIR1 to cause dose-dependent cell-death in Arabidopsis. BioRxiv doi:10.1101/2023.06.23.546234
Pitzalis N , Amari K , Graindorge S, Pflieger D , Donaire L, Wassenegger M, Llave C*, M. Heinlein* [2020]. Turnip mosaic virus in oilseed rape activates networks of sRNA-mediated interactions between viral and host genomes. Communications Biology doi: 10.1038/s42003-020-01427-y
Guzmán-Benito I, Donaire L, Amorim-Silva V, Vallarino JG, Esteban A, Wierzbicki AT, Ruiz-Ferrer V, Llave C* [2019]. The immune repressor BIR1 contributes to antiviral defense and undergoes transcriptional and post-transcriptional regulation during viral infections. New Phytologist 224: 421-438. doi: 10.1111/nph.15931. [Epub ahead of print]
Diezma-Navas L, Pérez-González A, Artaza H, Alonso L, Caro E, Llave C*, Ruiz-Ferrer V* [2019]. Crosstalk between epigenetic silencing and infection by Tobacco rattle virus in Arabidopsis. Molecular Plant Pathology 20: 1439-1452. DOI: 10.1111/mpp.12850
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Fernández-Calvino L, Osorio S, Hernández ML, Hamada IB, Del Toro FJ, Donaire L, Yu A, Bustos R, Fernie AR, Martínez-Rivas JM and Llave C* [2014]. Virus-Induced Alterations in Primary Metabolism Modulate Susceptibility to Tobacco rattle virus in Arabidopsis. Plant Physiology 166(4):1821-38. doi: 10.1104/pp.114.250340.
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Fernández-Calvino L, Martínez-Priego L, Szabo EZ, Guzmán-Benito I, González I, Canto T, Lakatos L, Llave C* [2016]. Tobacco rattle virus 16K silencing suppressor binds AGO4 and inhibits formation of RNA silencing complexes. Journal of General Virology 97(1):246-57. doi: 10.1099/jgv.0.000323.
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Fondos
1. Biodiversity and functional genomics of endogenous small RNAs induced upon biotic and abiotic stresses in plants (plasmar). Ref: GEN2003-20222-CO2-00. MCYT / GENOPLANTE / GABI. 2004-2006. 204.700 €. César Llave (PI)
2. Genómica funcional de micro-ARNs y otros pequeños ARNs como represores de la expresión de genomas virales. Ref. GR/SAL/0831/2004.Comunidad de Madrid. 2005. 43.500 €. César Llave (PI)
3. Análisis de la estructura y función de microARNs y otros pequeños ARNs como reguladores génicos durante las infecciones virales de las plantas. Ref. BIO2006-13107.Ministerio de Educación y Ciencia. 2006-2009. : 212.960 €. César Llave (PI)
4. Identificación de factores y mecanismos celulares implicados en interacciones compatibles entre virus y plantas. Ref. CCG07-CSIC/GEN-1804.Comunidad de Madrid. 2008. 27.200 €. César Llave (PI)
5. Generación de herramientas genómicas en olivo y su aplicación en el análisis de la calidad de fruto y del aceite, y de caracteres agronómicos. Proyecto OLEAGEN. Fundación GENOMA ESPAÑA. 2008-2011. 97.718 €. César Llave (PI at CIB)
6. Análisis funcional de la actividad reguladorade pequeñós RNAs virales sobre los genomas del virus y del huésped e implicaciones en el desarrollo de infecciones virales en plantas. Ref. BIO2009-12004. Ministerio de Ciencia e Innovación. 2010-2012. César Llave (IP). 172.000€
7. Red Nacional de Virología de Plantas. Ref. BIO2009-07108-E. Ministerio de Ciencia e Innovación. 2010. César Llave (IP). 25.000 €
8. Functional significance of microRNA-regulatory nodes in plant-virus interactions: Comparative miRNA profiling and functional degradome. Ref. 2011BR0078. Ministerio de Economía y Competitividad-CSIC. 2013-2014. César Llave (IP). 30.000 €
9. Functional analysis of virus-inducible, RNA silencing-associated regulatory nodes and evolution of epigenetic marks associated to plant-virus interactions. Ref. BIO2012-39973. Ministerio de Economía y Competitividad. 2013-2015. César Llave (IP). 130.000 €
10. Genes and mutants affecting viral infections in rapeseed (GAMAVIR). Ref. PCIN-2013-064. Ministerio de Economia y Competitividad. 2013-2015. 100.000€
11. Cross-talk interactions between small RNA-directed RNA silencing and basal innate immunity during viral infections in plants. Ref. BIO2015-70752. Ministerio de Economía y Competitividad . 2016-2018. 130.000€
12. Characterization of the immune response during viral infections in plants: Regulation and signaling pathways dependent on the immune repressor BIR1. Ref: RTI2018-096979-B-I00. Ministerio de Economía y Competitividad. 2019-2021. 133.100€
13. Novel immune signaling pathways associated to antiviral responses in plants. Ref. LINKA20415. Programa i-LINK 2021. MICINN. 2022-2023. César Llave (IP). 20.066,68€.
14. Novel immune signaling pathways dependent on the plant immune repressor BIR1. Ref. PID2021-127982NB-I00. MICINN. 2022-2024. César Llave (IP). 134.000€.
15. Searching for viral elicitors of the immune response in plants: Characterization of the virus-associated secretome. Ref: TED2021-131408B-I00. MICINN. 2023-2024. César Llave (IP). 130.000€