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VIII.-Capítulo 4 Técnicas de ingeniería genética para conferir resistencia a virus en plantas del Vas, M.; Distéfano, A.J.; Vazquez Rovere, C.; Hopp, H.E. 1 Introducción Las enfermedades de las plantas causan la pérdida de aproximadamente el 15% de la producción agrícola mundial. En particular, las infecciones virales producen perjuicios económicos significativos de manera directa, a través de una disminución del rendimiento por efecto de la enfermedad e indirecta, a través de un incremento en los costos debido a la utilización de semilla libre de virus (por ejemplo, en plantas de propagación clonal como papa, ajo y batata). Por otro lado, la exportación de ciertos productos se ve restringida debido a las limitaciones internacionales impuestas a la exportación de materiales fuera de la calidad y tolerancia fitosanitaria permitidas. Clásicamente, las enfermedades virales en plantas se controlan mediante distintas estrategias como el mejoramiento genético, el uso de semillas libres de virus, la rotación de cultivos y la técnica de protección cruzada (que se describe brevemente más adelante). A partir de 1983, cuando Fraley y col. obtuvieron plantas de tabaco y petunia transgénicas, se publicó un gran número de trabajos detallando la transferencia de genes foráneos a una cantidad creciente de especies de plantas. La ingeniería genética permite incorporar en las plantas nuevos caracteres de interés agrícola en forma horizontal, evitando así el traspaso de caracteres indeseables. De esta forma, la variedad transgénica adquiere un carácter nuevo al tiempo que mantiene intactos el fondo genético y el potencial productivo original, lo que permite encarar el mejoramiento rápido de cultivares ya utilizados por el agricultor. Los transgenes introducidos pueden provenir de otras variedades de la misma especie vegetal, de plantas de otras especies sexualmente incompatibles e incluso de organismos pertenecientes a otros reinos incluyendo animales y microorganismos. En sentido amplio existen dos formas de modificar plantas por ingeniería genética de manera de conferirles resistencia al virus: desencadenar resistencia mediante la expresión de secuencias genómicas derivadas del propio virus al que se desea combatir (llamada resistencia derivada del patógeno o PDR) o desencadenar resistencia mediante la expresión de genes no-virales que poseen actividad antiviral. 2 Resistencia a virus conferida por genes virales La prevención del desarrollo de enfermedades virales utilizando genes derivados del patógeno fue propuesta por primera vez a comienzos del siglo XX, cuando se demostró que las plantas de tabaco podían ser protegidas frente a la infección con una cepa severa del virus del mosaico del tabaco (Tobacco mosaic virus o TMV) si, previamente, se las había inoculado con una cepa menos virulenta del mismo virus (McKinney, 1929). Este tipo de estrategia, comúnmente denominada «protección cruzada», ha sido empleada para varios cultivos de importancia económica, incluyendo tomate, papaya, cítricos, etc. (Gadani y col., 1990). En 1985, Sanford y Johnston propusieron que la expresión de ciertos genes del patógeno en un hospedante alteraría el balance normal de los componentes virales y predijeron que esto conduciría al impedimento de la replicación o del movimiento del virus dentro de la planta más allá de la primera célula infectada (Sanford & Johnston, 1985). Las primeras plantas transgénicas con resistencia a virus se obtuvieron en 1986 mediante la expresión del gen que codifica para la cápside del TMV (Abel y col., 1986). Utilizando esta estrategia se logró obtener plantas resistentes a virus pertenecientes a casi todos los géneros de virus de plantas, principalmente en tobamo-, potex- y alfamovirus (Tabla 1). En general, las plantas protegidas muestran un retardo temporal del desarrollo de síntomas, una atenuación en la sintomatología característica de cada virus en parti- 293 Tabla 1: Ejemplos de resistencia a virus mediante la expresión de la proteína de cápside (CP) o nucleocápside (Gen N) viral en plantas transgénicas. tas estrategias no se detallarán debido a que actualmente hay Géneros de transgén Virus Especies vegetales virus evidencias de que en varios casos su efectiTobamovirus CP TMV; ToMV; AIMV tabaco; tomate vidad se debe a la inducción del mecanisPotexvirus CP PVX; CyMV; WCIMV tabaco mo de resistencia Potyvirus CP PVY; TEV; PRV; PPV PPV; tabaco; papa; papaya; mediada por ARN maíz MDMV; SMV; WMV II; que se describe a conZYMV tinuación. Carlavirus CP tabaco; papa PVS En 1992 se demostró, por primera Luteovirus CP PLRV papa vez, que se podía Comovirus CP SLRSV tabaco obtener resistencia a virus mediante la exNepovirus CP ArMV tabaco presión de un ARNm Tobravirus CP TRV tabaco de cápside viral no Ilavirus CP TSV tabaco traducible, es decir, no era necesaria la Geminivirus CP TYLCV tomate expresión de la proTospovirus Gen N TSWV; INSV; TCSV; GRSV tabaco teína codificada por el transgén (Lindbo Los acrónimos utilizados (en orden alfabético) son: AIMV: Alfalfa mosaic virus; ArMV: & Dougherty, 1992). Arabis mosaic virus; CMV: Cucumber mosaic virus; CyMV: Cymbidium mosaic virus; A partir de entonces GRSV: Groundnut ringspot virus; INSV: Impatiens necrotic spot virus; MDMV: Maize se publicaron numedwarf mosaic virus; PLRV: Potato leaf roll virus; PPV: Plum pox virus; PRV: Papaya rosos trabajos proringspot virus; PVS: Potato virus; PVX: Potato virus X; PVY: Potato virus Y; SMV: Soybean mosaic virus; SSLRSV: Strawberry latent ringspot virus; TCSV: Tomato fundizando la caracchlorotic spot virus; TEV: Tobacco etch virus; TMV: Tobacco mosaic virus; ToMV: terización de este Tomato mosaic virus; TRV: Tobacco rattle virus; TSV: Tobacco streak virus; TSWV: tipo de resistencia a Tomato spotted wilt virus; TYLCV: Tomato yellow leaf curl virus; WClMV: White virus, llamada en senclover mosaic virus; WMV II: Watermelon mosaic virus II; ZYMV: Zucchini yellow tido amplio «resismosaic virus. tencia mediada por ARN». Las plantas que muestran este tipo cular, una menor cantidad de sitios de infecde resistencia presentan un fenotipo de inción y un menor título viral. Se demostró que munidad que se caracteriza porque no hay hay una correlación entre la resistencia y el replicación viral detectable, no hay diseminanivel de expresión de la proteína de la ción viral dentro de la planta y no hay síntocápside, que la protección actúa en el pla- mas debido a la enfermedad, o un fenotipo no celular y es superada por altas dosis de de recuperación que se caracteriza por una inóculo (viriones). En algunos casos es su- infección inicial (con producción de síntomas) perada por inoculación con ARN viral. que es seguida por un crecimiento posterior La protección es más efectiva para el vi- resistente a la infección y asin-tomático. En rus homólogo al que dio origen al transgén. cualquiera de los dos casos, las plantas son Sin embargo, abarca también a virus y cepas solamente resistentes a la infección producirelacionadas aunque la eficiencia se va redu- da por virus mucho más estrechamente relaciendo a medida que la relación filogenética cionados con el virus que dio origen al transgén que en el caso de protección mese hace más lejana. Además, se logró obtener resistencia a diada por cápside. El análisis de estas planvirus mediante la expresión de otras proteí- tas en el plano molecular demostró que en nas virales tales como las proteínas respon- general contienen copias múltiples del sables de la multiplicación viral (por ejem- transgén y que si bien presentan un alto niplo ARN polimerasas dependientes de ARN) vel de transcripción en el núcleo, los niveles y las proteínas responsables del movimien- estables del ARNm del transgén en el citoto viral de célula a célula disfuncionales. Es- plasma son muy bajos. Usualmente se ob- 294 serva además metilación de la región codificante del transgén. 2.1 Mecanismo de protección debida a la expresión de la proteína de cápside viral (CP) Como se mencionó, las primeras plantas transgénicas con resistencia a virus se obtuvieron mediante la expresión del gen que codifica para la cápside del TMV. Estas plantas resultaron resistentes a la inoculación con partículas virales de TMV pero la resistencia era sobrepasada si se las inoculaba con ARN viral infectivo. Se postuló entonces que la protección se debía a la inhibición del desnudamiento viral en las células infectadas inicialmente. Varias líneas de evidencia apoyan esta hipótesis. Por ejemplo si se inoculan protoplastos derivados de plantas transgénicas que expresan la CP de TMV o plantas no transformadas con pseudoviriones (partículas formadas por la CP viral que contienen en su interior un ARNm no viral) de TMV que contienen ARNm que codifica para la enzima indicadora glucuronidasa (GUS), se observa que hay una marcada disminución de la actividad GUS en los protoplastos derivados de las plantas transgénicas. Esto se debe probablemente a la falla en el desnudamiento de los viriones (Osbourn y col., 1989). Más adelante se demostró que las proteínas de cápside mutagenizadas para anular la habilidad de autoagregarse no son capaces de conferir protección frente a TMV, y que las proteínas mutantes capaces de interactuar entre ellas con afinidad más alta conferían mayor protección que la proteína de cápside salvaje. Es decir que se estableció una relación directa entre el nivel de agregación de la proteína de cápside y el nivel de protección frente a TMV (Bendahmane y col., 1997). Si bien estos trabajos apoyan la hipótesis de que en las plantas transgénicas para CP hay una inhibición en una etapa temprana de la infección, no se puede descartar que, además, la expresión de proteína de cápside impida o modifique etapas más tardías de la infección. Si se injerta una porción de planta transgénica que muestra protección mediada por cápside entre una base y un ápice no transgénicos y se inocula la planta injertada en la base no transgénica, se observa que el virus no puede moverse hacia el ápice, es decir que no puede atravesar la zona transgénica protegida (Wisniewski y col., 1990). Sin embargo, la supresión del movimiento vascular involucra también el empaquetamiento y desnudamiento viral, y cabe la posibilidad de que la supresión del movimiento vascular sea una consecuencia secundaria de la inhibición del desnudamiento viral en las plantas expresando proteína de cápside. Otro caso muy estudiado es el del virus PVX de la papa. Las plantas transgénicas para la cápside de PVX resultan protegidas ante la inoculación con virus o con ARN viral (Hemenway y col., 1988). Se postula que la proteína de cápside se une al origen de ensamblado localizado en el extremo 5´ del ARN viral, suprimiendo de esta manera la traducción de la replicasa viral (cuyo gen está localizado en el mismo extremo). También es posible que inhiba el movimiento de PVX de célula a célula, ya que la proteína de cápside es un cofactor esencial de la traslocación sistémica (Chapman y col., 1992). Como se desprende de los dos ejemplos descriptos, el mecanismo de protección mediado por la proteína de cápside no es único, y es particular para cada sistema virus-planta. 2.2 Mecanismo de protección debida al desencadenamiento de resistencia mediada por ARN Es conocido que distintos eventos de transformación obtenidos con la misma construcción genética pueden dar lugar a una variada gama de expresión del gen de interés (efecto de posición). Hay muchos ejemplos en los que la característica que uno desea expresar no se expresa o su expresión desaparece a lo largo de las distintas generaciones. Esta pérdida de la característica deseada (pero no del transgén correspondiente) se denomina silenciamiento génico y el primer ejemplo se describió en petunias para el gen de la chalcona sintetasa (Napoli y col., 1990). Dependiendo del nivel de acción en el cual ocurre el silenciamiento génico, se pueden distinguir el silenciamiento transcripcional (TGS) y el silenciamiento postranscripcional de genes (PTGS). El TGS se 295 manifiesta por una falta de expresión del gen en cuestión debido a la metilación de la región promotora, lo cual impide la normal transcripción del gen. Este tipo de silenciamiento se hereda meióticamente y se desencadena por interacción entre varias copias de un transgén que tienen homología en sus regiones promotoras. El PTGS se manifiesta por una supresión del efecto del gen en cuestión ocasionado por una degradación inducible y específica del ARNm transcripto. Para desencadenar este tipo de mecanismo se requiere de homología en la región transcripcional entre los genes que interactúan y puede estar acompañado de metilación de la secuencia de ADN codificante. Este mecanismo de degradación de ARN específico de secuencia evolucionó como un mecanismo de defensa antiviral en plantas. Si bien se describió por primera vez en plantas, se lo ha encontrado también en hon- gos (donde se denomina «quelling») y animales como nematodos, moscas o mamíferos (donde se lo denomina interferencia mediada por ARN). El PTGS puede ser desencadenado eficientemente por transgenes nucleares que dan lugar a transcriptos con estructura de ARN de doble cadena (ARNdc) o que expresan altos niveles o niveles aberrantes de transcriptos. En plantas también puede ser desencadenado por la replicación de virus que generalmente produce intermediarios replicativos de ARNdc. Una vez desencadenado el proceso, los intermediarios que contienen ARNdc son reconocidos por una nucleasa específica de ARNdc que los procesa en fragmentos de ARNs pequeños (llamados pequeños interferentes -«small interfering»- ARNs o ARNsi) de ambas polaridades y de 21 a 25 nucleótidos de longitud (Hamilton & Baulcombe, 1999). A su vez, se postula que Figura 1: Mecanismo propuesto para la iniciación, diseminación de la señal móvil y degradación del ARNm blanco durante el proceso de silenciamiento génico postranscipcional (PTGS) dentro de una planta. RdRP: ARN polimerasa dependiente de ARN. 296 los ARNsi actúan como guías para dirigir la maquinaria de degradación de ARN contra todo aquel ARN con homología a la secuencia desencadenante. Un aspecto a destacar es que el silenciamiento mediado por ARN es desencadenado localmente y luego transmitido a toda la planta vía una señal de silencia-miento móvil (Palauqui y col., 1997, Voinnet & Baulcombe, 1997). Si bien se desconoce por el momento la naturaleza de la señal, se postula que ésta contiene un componente de ácido nucleico que explicaría la especificidad de secuencia del mecanismo de degradación y un componente proteico. Asimismo, por prospección genética de mutantes de Arabidopsis se han identificado numerosos genes que codifican para una serie de factores que intervienen en el proceso de PTGS, como por ejemplo ARN polimerasas dependientes de ARN que sintetizan ARNdc, proteínas que forman parte de los complejos de degradación del ARN blanco, etc. Las plantas mutantes para estos genes no son capaces de desencadenar PTGS. Recientemente se han publicado numerosas recopilaciones del tema (Vázquez Rovere y col., 2002, Voinnet, 2001, Waterhouse y col., 2001). En la Figura 1 se esquematiza el mecanismo subyacente al PTGS. Dado que el PTGS es un mecanismo de defensa antiviral en plantas, resulta esperable que se haya seleccionado en los virus de plantas la capacidad de contrarrestar a este mecanismo. Congruentemente con esta especulación, se encontró que varios virus de plantas codifican para proteínas supresoras del PTGS (Anandalakshmi y col., 1998, Beclin y col., 1998, Brigneti y col., 1998). Luego de una búsqueda exhaustiva de supresores de silenciamiento en una gran cantidad de virus de plantas, Voinnet y col., concluyeron que prácticamente todos los virus llevan supresores de silenciamiento, que los genes que los codifican tienen secuencias y origen evolutivo diversos, y que los distintos supresores actúan inhibiendo el silenciamiento a distintos niveles (Voinnet y col., 1999). Algunos, como la proteína HC-Pro codificada por los potyvirus previenen la acumulación de los ARNsi, pero no eliminan la señal móvil que propaga el silenciamiento (Llave y col., 2000). Otros supresores, como la proteína p25 del virus PVX interfieren con la señal de propa- gación sistémica (Voinnet y col., 2000), y finalmente otros, como el codificado por el virus del achaparramiento del tomate (Tomato bushy stunt virus o TBSV), suprimen el silenciamiento sólo en las nervaduras (Voinnet y col., 1999). Incluso se han encontrado en virus animales supresores de silenciamiento que son funcionales en plantas (Li y col., 2002). Es interesante destacar que varios de los supresores de silenciamiento virales descriptos habían sido previamente caracterizados como proteínas responsables de la sintomatología, del movimiento viral y/ o del fenómeno de sinergismo en la virulencia combinada de dos o más virus. La posibilidad de la supresión del silenciamiento por parte de un virus que coexista con las plantas transgénicas protegidas por el mecanismo de silenciamiento génico debe ser tomada en cuenta ya que la infección de una planta silenciada con un virus heterólogo que lleva un supresor de silenciamiento puede dar lugar a la reversión del silenciamiento tornándola susceptible a la infección viral (Beclin y col., 1998). Resulta importante entonces estudiar qué virus coinfectan un mismo hospedador en condiciones naturales y en lo posible utilizar plantas transgénicas con resistencia a ambos virus. Un aspecto interesante a recalcar es que, debido a que el mecanismo de PTGS implica una muy baja acumulación del ARN derivado del transgén y una nula acumulación de proteínas, la estrategia de obtener resistencia a virus mediante el desencadenamiento de este fenómeno en plantas transgénicas es más atractiva desde el punto de vista de la evaluación de riesgos en cuanto a la bioseguridad de estos organismos genéticamente modificados u OGMs, que la sobreexpresión de genes que interfieran con el ciclo de multiplicación viral, como es el caso de la cápside u otras proteínas virales. Esto se debe a que la baja acumulación de ARN transgénico minimiza las posibilidades de una potencial recombinación homóloga con ARN de origen viral infectante. Por otro lado, la ausencia de la proteína codificada por el transgén minimiza drásticamente el análisis de riesgo alimentario del OGM y evita el riesgo de transcapsidación (la encapsidación del material genético de otros virus) en el caso 297 en que el transgén codifique para la proteína de cápside viral funcional. 3 Resistencia a virus conferida por genes no virales Además de la resistencia derivada del patógeno (PDR), en los últimos años se han explorado estrategias alternativas para la obtención de plantas transgénicas con resistencia a enfermedades virales. Entre ellas se destaca el uso de inhibidores naturales y específicos de la replicación viral como la proteína antiviral «pokeweed» (PAP), la expresión de anticuerpos en plantas o «plantibodies», la expresión antisentido de genes de plantas esenciales para el ciclo de vida viral y la expresión de la enzima 2’-5’oligoadenilato sintetasa de mamíferos en plantas (Truve y col., 1993). A continuación se describirán brevemente las dos primeras estrategias debido a que son las consideradas más promisorias. 3.1 Expresión de proteínas antivirales de origen vegetal heterólogas de infecciones virales. Se demostró que la expresión de esta proteína en plantas de papa y tabaco transgénicas las protegía frente a una variedad de viruses, sea que éstos fueran inoculados mecánicamente o por áfidos vectores (Lodge y col., 1993). El estudio de esta resistencia demostró que la proteína PAP inhibía un paso temprano de la infección. Estas proteínas son potencialmente tóxicas para la planta huésped (Wang & Tumer, 2000). En los últimos años se encontraron o rediseñaron variantes menos tóxicas o no tóxicas de estas proteínas las que, expresadas en plantas transgénicas, confieren resistencia a virus sin producir el efecto de la inactivación de los ribosomas (Wang y col., 1998, Zoubenko y col., 2000). Por otro lado, se estudió la actividad antiviral de la proteína IRIP (proteína RIP obtenida de bulbos de iris) en plantas transgénicas de tabaco. Esta proteína es una ARN-N-glicosidasa y su expresión en plantas transgénicas no produjo cambios fenotípicos observándose una reducción significativa de las lesiones producidas por el virus TMV con respecto a las plantas control (Desmyter y col., 2003). Las proteínas antivirales de la planta Phytolacca Tabla 2: Plantas transgénicas con resistencia a virus autorizadas para su comercialización. americana (lla- (fuente AGBios: http://www.agbios.com/dbase.php) mada «pokeweed» en inglés) (PAP) conforman uno de los grupos más importantes de proteínas usadas como inhibidores naturales de la replicación viral. Las proteínas PAP inactivan los ribosomas (pertenecen a la familia de las RIP o proteínas inactivadoras de ribosomas) y su aplicación exógena protege a plantas 298 Tabla 3: Plantas transgénicas con resistencia a virus en etapas avanzadas de experimentación en laboratorio (e) o de pruebas piloto a campo (c) en países en vías de desarrollo (fuente: FAO.Bio.Dec www.fao.org/biotech/ inventory_admin/dep/default.asp). Cultivo Virus País moscada ú Los acrónimos utilizados fueron: BGMV: Bean golden yellow mosaic virus; BYDV: Barley yellow dwarf virus; CLCV: Cotton leaf curl virus; CMV: Cucumber mosaic cucumovirus; CPsV: Citrus psorosis virus; CVBMV: Chilli vein-banding mottle virus; MSV: Maize streak virus; PAMV: Potato aucuba mosaic virus; PLRV: Potato leafroll luteovirus; PMV: Papaya mosaic virus; PRSV: Papaya ringspot virus; PStV: Peanut stripe virus; PVX: Potato virus X; PVY: Potato virus Y; RDV: Rice dwarf virus; RRSV: Rice ragged stunt virus; SCMV: Sugarcane mosaic virus; SMV2: Soybean mosaic virus; SPMFV: Sweet potato feathery mottle virus; TMV: Tabaco mosaic virus; TSWV: Tomato spotted wilt virus; TuMV: Turnip mosaic virus; TYLCV: Tomato yellow leaf curl virus; ZAMV: Zantedeschia mosaic potyvirus. ZYMV: Zuchini yellow mosaic potyvirus. 299 La ventaja de expresar proteínas de tipo PAP en plantas transgénicas es que se logra resistencia a un amplio espectro de virus mediante la expresión de un único gen a diferencia de los métodos descriptos previamente que son específicos para un tipo de virus o virus cercanamente relacionados. 3.2 Expresión de anticuerpos en plantas transgénicas Una estrategia alternativa que se comenzó a utilizar en los últimos años es la expresión de anticuerpos completos o fragmentos de los mismos en plantas transgé-nicas para obtener resistencia a virus. En 1993 se demostró que la expresión constitutiva de un anticuerpo de cadena única (scFv) dirigido contra la proteína de cápside del virus del moteado crujiente de la achicoria (Artichoke mottled crinkle virus) causaba una reducción en la susceptibilidad al virus, que se ponía de manifiesto por una baja en la incidencia de la infección y un retraso en la aparición de los síntomas (Tavladoraki y col., 1993). En 1996 se expresó un anticuerpo monoclonal de cadena única (scFv) contra la proteína de cápside del virus de la vena necrótica amarillenta de la remolacha (Beet necrotic yellow vein virus) en Nicotiana benthamiana (Fecker y col., 1996) y en el 2000, Schillberg y col. mostraron que la expresión de la cadena Fv contra la proteína de cápside del virus TMV en la membrana plasmática de plantas de tabaco transgénicas confería resistencia al virus (Schillberg y col., 2000). Hasta el momento se desconoce el mecanismo por el cual la expresión de anticuerpos o fragmentos de los mismos confiere resistencia a virus, pero se demostró que para que la estrategia sea efectiva es indispensable lograr altos niveles de expresión y que los anticuerpos se expresen en el compartimento celular donde ocurre la replicación viral para que ésta sea inhibida en forma efectiva. Por último, los anticuerpos deben seleccionarse correctamente para que bloqueen los pasos cruciales en la replicación o transmisión del virus. En los últimos años se han desarrollado protocolos sencillos para mejorar los anticuerpos a utilizar, que incluyen la selección de anticuerpos monoclonales usando las tec- 300 nologías de hibridoma y construcción de genotecas utilizando la técnica de exhibición de epitopes en bacteriófagos o «phage display» (Schillberg y col., 2001). Es importante destacar que los anticuerpos monoclonales que reconocen a la polimerasa viral o alguna otra proteína viral con actividad catalítica, son más promisorios que los que reconocen proteínas estructurales como es el caso de la cápside viral. Por lo tanto, la expresión de anticuerpos dirigidos contra proteínas virales esenciales podría proveer una alternativa interesante para obtener resistencia a virus. 4 Plantas transgénicas con resistencia a virus cultivadas comercialmente o en etapas avanzadas de experimentación En los últimos años se ha autorizado el cultivo comercial y consumo de una variedad de plantas transgénicas con resistencia a virus basada en alguno de los mecanismos descriptos (Tabla 2). Existe otro grupo muy importante de plantas transgénicas con resistencia a virus que se encuentran en etapas avanzadas de experimentación o de pruebas piloto a campo. Es interesante constatar que los países en vías de desarrollo han adoptado esta tecnología y trabajan activamente en la obtención de plantas de cultivos de interés local con resistencia a virus (Tabla 3). 5 Lecturas Recomendadas ABEL, P. P., NELSON, R. S., DE, B., HOFFMANN, N., ROGERS, S. G., FRALEY, R. T. & BEACHY, R. N. (1986). Delay of disease development in transgenic plants that express the tobacco mosaic virus coat protein gene. Science 232, 738-43. ANANDALAKSHMI, R., PRUSS, G. J., GE, X., MARATHE, R., MALLORY, A. C., SMITH, T. H. & VANCE, V. B. (1998). A viral suppressor of gene silencing in plants. Proc Natl Acad Sci U S A 95, 13079-84. BECLIN, C., BERTHOME, R., PALAUQUI, J. C., TEPFER, M. & VAUCHERET, H. (1998). Infection of tobacco or Arabidopsis plants by CMV counteracts systemic posttranscriptional silencing of nonviral (trans)genes. Virology 252, 313-7. BENDAHMANE, M., FITCHEN, J. H., ZHANG, G. & BEACHY, R. N. (1997). Studies of coat protein-mediated resistance to tobacco mosaic tobamovirus: correlation between assembly of mutant coat proteins and resistance. J Virol 71, 7942-50. BRIGNETI, G., VOINNET, O., LI, W. X., JI, L. H., DING, S. W. & BAULCOMBE, D. C. (1998). Viral pathogenicity determinants are suppressors of transgene silencing in Nicotiana benthamiana. Embo J 17, 6739-46. NAPOLI, C., LEMIEUX, C. & JORGENSEN, R. (1990). Introduction of a chimeric chalcone synthase gene into petunia results in reversible co-suppression of homologous genes in trans. Plant Cell 2, 279-289. CHAPMAN, S., HILLS, G., WATTS, J. & BAULCOMBE, D. (1992). Mutational analysis of the coat protein gene of potato virus X: effects on virion morphology and viral pathogenicity. Virology 191, 223-30. OSBOURN, J. K., WATTS, J. W., BEACHY, R. N. & WILSON, T. M. (1989). Evidence that nucleocapsid disassembly and a later step in virus replication are inhibited in transgenic tobacco protoplasts expressing TMV coat protein. Virology 172, 370-3. DESMYTER, S., VANDENBUSSCHE, F., HAO, Q., PROOST, P., PEUMANS, W. J. & VAN DAMME, E. J. (2003). Type-1 ribosome-inactivating protein from iris bulbs: a useful agronomic tool to engineer virus resistance? Plant Mol Biol 51, 567-76. FECKER, L. F., KAUFMANN, A., COMMANDEUR, U., COMMANDEUR, J., KOENIG, R. & BURGERMEISTER, W. (1996). Expression of single-chain antibody fragments (scFv) specific for beet necrotic yellow vein virus coat protein or 25 kDa protein in Escherichia coli and Nicotiana benthamiana. Plant Mol Biol 32, 979-86. FRALEY, R. T., ROGERS, S. G., HORSCH, R. B., SANDERS, P. R., FLICK, J. S., ADAMS, S. P., BITTNER, M. L., BRAND, L. A., FINK, C. L., FRY, J. S., GALLUPPI, G. R., GOLDBERG, S. B., HOFFMANN, N. L. & WOO, S. C. (1983). Expression of bacterial genes in plant cells. Proc Natl Acad Sci U S A 80, 4803-7. GADANI, F., MANSKY, L. M., MEDICI, R., MILLER, W. A. & HILL, J. H. (1990). Genetic engineering of plants for virus resistance. Arch Virol 115, 1-21. HAMILTON, A. J. & BAULCOMBE, D. C. (1999). A species of small antisense RNA in posttranscriptional gene silencing in plants. Science 286, 950-2. HEMENWAY, C. L., FANG, R. X., KANIEWSKI, W. K., CHUA, N.-H. & TUMER, N. E. (1988). Analysis of the mechanism of protection in transgenic plants expressing the potato virus X coat protein or its antisense RNA. Embo J 7, 1273-1280. LI, H., LI, W. X. & DING, S. W. (2002). Induction and suppression of RNA silencing by an animal virus. Science 296, 1319-21. LINDBO, J. A. & DOUGHERTY, W. G. (1992). Untranslatable transcripts of the tobacco etch virus coat protein gene sequence can interfere with tobacco etch virus replication in transgenic plants and protoplasts. Virology 189, 72533. LLAVE, C., KASSCHAU, K. D. & CARRINGTON, J. C. (2000). Virus-encoded suppressor of posttranscriptional gene silencing targets a maintenance step in the silencing pathway. Proc Natl Acad Sci U S A 97, 13401-6. LODGE, J. K., KANIEWSKI, W. K. & TUMER, N. E. (1993). Broad-spectrum virus resistance in transgenic plants expressing pokeweed antiviral protein. Proc Natl Acad Sci U S A 90, 7089-93. McKINNEY, H. (1929). Mosaic diseases in Canary Islands, West Africa, and Gibraltar. J Agric Res 39, 557. PALAUQUI, J. C., ELMAYAN, T., POLLIEN, J. M. & VAUCHERET, H. (1997). Systemic acquired silencing: transgene-specific post-transcriptional silencing is transmitted by grafting from silenced stocks to nonsilenced scions. Embo J 16, 4738-45. SANFORD, J. C. & JOHNSTON, S. A. (1985). The concept of parasite-derived resistance: deriving resistance genes from the parasite’s own genome. J Theor Biol 113, 395405. SCHILLBERG, S., ZIMMERMANN, S., FINDLAY, K. & FISCHER, R. (2000). Plasma membrane display of antiviral single chain Fv fragments confers resistance to tobacco mosaic virus. Mol. Breeding 6, 317-326. SCHILLBERG, S., ZIMMERMANN, S., ZHANG, M. Y. & FISCHER, R. (2001). Antibody-based resistance to plant pathogens. Transgenic Res 10, 1-12. TAVLADORAKI, P., BENVENUTO, E., TRINCA, S., DE MARTINIS, D., CATTANEO, A. & GALEFFI, P. (1993). Transgenic plants expressing a functional single-chain Fv antibody are specifically protected from virus attack. Nature 366, 469-72. TRUVE, E., AASPOLLU, A., HONKANEN, J., PUSKA, R., MEHTO, M., HASSI, A., TEERI, T. H., KELVE, M., SEPPANEN, P. & SAARMA, M. (1993). Transgenic potato plants expressing mammalian 2'-5' oligoadenylate synthetase are protected from potato virus X infection under field conditions. Biotechnology (N Y) 11, 1048-52. VAZQUEZ ROVERE, C., DEL VAS, M. & HOPP, H. E. (2002). RNA-mediated virus resistance. Curr Opin Biotechnol 13, 167-72. VOINNET, O. (2001). RNA silencing as a plant immune system against viruses. Trends Genet 17, 449-59. VOINNET, O. & BAULCOMBE, D. C. (1997). Systemic signalling in gene silencing. Nature 389, 553. VOINNET, O., LEDERER, C. & BAULCOMBE, D. C. (2000). A viral movement protein prevents spread of the gene silencing signal in Nicotiana benthamiana. Cell 103, 15767. VOINNET, O., PINTO, Y. M. & BAULCOMBE, D. C. (1999). Suppression of gene silencing: a general strategy used by diverse DNA and RNA viruses of plants. Proc Natl Acad Sci U S A 96, 14147-52. WANG, P. & TUMER, N. E. (2000). Virus resistance mediated by ribosome inactivating proteins. Adv Virus Res 55, 325-55. 301 WANG, P., ZOUBENKO, O. & TUMER, N. E. (1998). Reduced toxicity and broad spectrum resistance to viral and fungal infection in transgenic plants expressing pokeweed antiviral protein II. Plant Mol Biol 38, 957-64. WATERHOUSE, P. M., WANG, M. B. & LOUGH, T. (2001). Gene silencing as an adaptive defence against viruses. Nature 411, 834-42. WISNIEWSKI, L. A., POWELL, P. A., NELSON, R. S. & BEACHY, R. N. (1990). Local and systemic spread of tobacco mosaic virus in transgenic tobacco. Plant Cell 2, 559-67. ZOUBENKO, O., HUDAK, K. & TUMER, N. E. (2000). A non-toxic pokeweed antiviral protein mutant inhibits pathogen infection via a novel salicylic acid-independent pathway. Plant Mol Biol 44, 219-29.