Desenvolvimento de um sistema de genética reversa para tomato spotted wilt virus e descoberta de formas diméricas do S RNA em tospovírus

Abstract

As espécies do gênero Tospovirus são importantes patógenos vegetais efontes de prejuízo à produção agrícola mundial. Os tospovírus são membros da famíliaBunyaviridae de vírus de (-)ssRNA com genoma tri-segmentado denominado L, M e S RNAs. Arelação entre o vetor e o vírus é do tipo circulativa-propagativa e sabe-se que a presença deRNAs Defectivos-Interferentes (DI-RNAs) pode interferir negativamente na habilidade de umisolado viral ser transmitido pelo inseto vetor. Nesta tese de doutorado, os capítulos 1 e 2apresentam a descoberta, a caracterização molecular e estrutural, o estudo da dinâmica deacumulação e efeitos biológicos de um novo tipo de RNA defectivo viral: RNAs Diméricos-Imperfeitos (ID-RNAs). OS ID-RNAs são moléculas de RNA viral resultantes de duplicações dosegmento S RNA apresentando deleções, ou na região 3’UTR do primeiro monômero, ou naregião 5’UTR do segundo monômero, mas nunca nas duas regiões UTR simultaneamente. OsID-RNAs foram encontrados até o momento em Polygonum ringspot virus (PolRSV) e TSWVinfectando a planta modelo Nicotiana benthamiana. O acúmulo de ID-RNAs é modificado pelatemperatura de incubação das plantas: a baixas temperaturas (18˚C) há inibição, enquanto aaltas temperaturas (30˚C) há incremento. Interessantemente, os ID-RNAs caracterizados para oisolado p105 de TSWV parecem ter influenciado negativamente o acúmulo das proteínas viraisNSm e N. O capítulo 3 apresenta o resultado de diversas estratégias para o desenvolvimento deum sistema de genética reversa para tospovírus em modelos vegetais in vivo e in vitro e modelosanimais in vitro (células de hamster e mosquito). Dentre as abordagens testadas, a expressãoheteróloga das proteínas N e L de TSWV em células de hamster foi capaz de reconhecer,replicar e transcrever em mRNA o gene-repórter mGFP4 presente em uma construção sintéticade mini-genoma tipo-DI-RNA. Curiosamente, a transfecção do mini-genoma apenas na presençada expressão heteróloga da proteína L também levou a atividade do gene-repórter. Demonstrouseainda que a adição a esse sistema de um plasmídeo dirigindo a transcrição do S RNA deTSWV foi capaz de retardar a expressão do gene-repórter. Adicionalmente, descobriu-se que atransfecção do segmento M de TSWV em orientação viral complementar foi capaz de aumentara atividade detectada para o gene-repórter hRLuc em um sistema de genética reversa paraBunyamwera virus. Foram também realizados ensaios de resgate de infecção de TSWV emcélulas de hamster e mosquito nos quais verificou-se a expressão da proteína NSs para umtratamento composto por um conjunto mínimo de plasmídeos dirigindo a transcrição dos trêssegmentos genômicos virais, sem a expressão heteróloga das proteínas N e L (hamster) e aocorrência de efeitos citopáticos caracterizados por mudanças morfológicas e formação desincícios celulares (mosquito). Os resultados qualitativos apresentados no capítulo 3 constituema primeira demonstração científica em toda a literatura científica de um sistema de genéticareversa funcional para TSWV baseado em atividade de mini-replicon.