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Silencing and cell cycle induced and controlled by geminiviruses

English title Silencing and cell cycle induced and controlled by geminiviruses
Applicant Hohn Thomas
Number 111277
Funding scheme Project funding
Research institution Botanisches Institut Universität Basel
Institution of higher education University of Basel - BS
Main discipline Cellular Biology, Cytology
Start/End 01.11.2005 - 31.10.2008
Approved amount 479'000.00
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All Disciplines (3)

Discipline
Cellular Biology, Cytology
Botany
Molecular Biology

Keywords (5)

gene silencing; cell cycle; plant molecular virology; geminiviruses; transcriptomics

Lay Summary (German)

Lead
Lay summary
Ribonuleinsäuren (RNS) sind wohl die wichtigsten Moleküle der lebenden Materia. Sie können sowohl Erbinformation speichern als auch enzymatische Funktionen übernehemen. Sie waren wahrscheinlich auch die ersten selbstvermehrenden Moleküle an der Wiege des Lebens. Die klassischen Funktion der RNS sind die als Boten, die die Erbinformation von der Desoxyribonukleinsäure (DNS) übernehemen und mit Hilfe der Ribosomen in Protein übersetzen. Andere Ribonukleinsäuren sind funktioneller Teil der Ribosomen und bilden die Transfer-RNS, die die Aminosäuren in die Proteinsynthese Maschinerie einbringen. RNS bildet auch die Erbinformation vieler Viren. In den letzten Jahren wurde eine neue Art von RNS Molekülen entdeckt, die “kleinen (small) RNS (sRNS)“ Moleküle mit einer Länge von zum Beispiel in Pflanzen 21 bis 24 Nuleotiden. sRNS kann als mikro (mi)RNS direkt von bestimmtene Genen hergestellt werden und gilt dann als Instrument um BotenRNS mit passender Sequenz zu zerschneiden oder deren Übersetzung zu verhindern. sRNA kann auch als „small intefering (si)RNS“ aus überschüssiger Boten RNS oder defekter RNS entstehen und wirkt auch dann als Werkzeug lange RNS passender Sequenz zu zerstören. Dieser Prozess wird im Englischen „Silencing“ (Verstummung) genannt. Wichtige Vorläufer der siRNA sind längere doppelsträngige RNS Moleküle, die von „Dicern“ (DCL; „Gemüsemessern“) zu siRNS Molekülen geschnitten werden. siRNS Moleküle werden dann durch eine Methylierung stabilisiert und reagieren dann mit einem anderen Schneidegerät, dem „Slicer“. Der siRNS-Slicer Komplex erkennt Boten RNS verkehrt-homologer Sequenz und zerschneidet sie.Wir interessieren uns dafür, wie Pflanzen Silencing ausnützen um eine Virusinfetion zu verhindern oder zumindest abzuschwächen. Hierzu benutzen wir als Modellpflanze die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) und als Modelviren den Blumenkohlvirus (Cauliflower mossaic Virus; CaMV), den Kohl Balttwickler Virus (Cabbage leaf curl virus; CaLCV) und den Raps Mosaik Virus (Oilseed rape mosaic virus; ORMV). Die beiden ersteren akkumulieren im Zellkern als Minichromosomen (einer DNS Form). Der letztere als RNS im Cytoplasma. Wir konnten finden, dass die infizierten Pflanzenzellen tatsächlich Virus-spezifische siRNS in grossen Mengen erzeugen. Sie verwenden hierzu alle vier Dicer Arten, die in Arabidopsis existieren (DCL1, 2, 3, 4), wobei jeder der Dicer eine bestimmte Grössenklasse an siRNS erzeugt und seine Aktivität daher an der Produktgrösse erkennbar wird. Ferner haben wir gefunden, dass unsere untersuchten Viren Gegenangriffe starten, dass heisst sie erzeugen sogenannt Suppressoren, die die Reaktionsschritte zur siRNA Erzeugugng und Verwendung inhibieren. Wir konnten finden, dass der ORMV die Stabilisierung der siRNA verhindert, dass der CaMV das Slicen inhibiert und dass CaLCuV Virtsgene aktiviert, die ihrerseits das Silencing negativ steuern.Silencing ist in gewissem Masse eine neue und aufregende Form der Immunreaktion, die angreifende virale Nukleinsäuren unschädlich macht. Sowie menschliche Bakterien und Viren Wege finden dass klassische Immunsystem zu umgehen, so haben auch Viren Wege gefunden mit dieser zweiten Abwehrfront umzugehen. Nichtsdestoweniger weisen unsere Pflanzenvirus experimente Wege, wie man Silencing zur medizinischen Virus und auch Tumorinformation einsetzen kann.
Direct link to Lay Summary Last update: 21.02.2013

Responsible applicant and co-applicants

Employees

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Number Title Start Funding scheme
122469 Silencing and cell cycle induced and controlled by geminiviruses 01.11.2008 Project funding

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