Нарушение гомеостаза железа подавляет вирусную инфекцию посредством клеточной смерти, подобной ферроптозу, и РНК-интерференции в растениях

Аннотация

Ферроптоз-подобная клеточная гибель у растений - это недавно описанный механизм, запускаемый накоплением железа и перекисным окислением липидов, однако его роль в вирусной инфекции остаётся неясной. В данном исследовании было проанализировано влияние обработки железом (Fe-EDTA) на растения Nicotiana benthamiana, инфицированные wild type tomato bushy stunt virus (wtTBSV). Морфологические и биохимические анализы растений под воздействием комбинированного стресса показали более выраженные симптомы, такие, как угнетение роста растений, некроз, пожелтение листьев, хлороз и сморщивание листьев, тогда как экспрессия супрессорного белка P19 снижалась. Биохимический анализ выявил, что низкие концентрации Fe-EDTA поддерживали фотосинтетический аппарат растений и повышали содержание хлорофиллов, тогда как высокие концентрации индуцировали перекисное окисление липидов и ферроптоз-подобную гибель клеток. Результаты указывают на активацию РНК-интерференции и ферроптоз-подобной клеточной гибели в условиях избытка железа, при котором вирусная инфекция подавлялась. В то время как при низких концентрациях железа сохранялась фотосинтетическая активность и снижалась выраженность симптомов. Кроме того, было выявлено снижение уровня белков теплового шока HSP70 и HSP90 при комбинированном стрессе, что может отражать вмешательство микроэлементного гомеостаза в работу клеточных шаперонов, необходимых для репликации вируса. Это указывает на ключевую роль ферроптоз-подобной клеточной гибели во взаимодействии вирус-растение.