Cómo el coronavirus multiplica su material genético
Los investigadores resuelven la estructura de la máquina copiadora de virus
Cuando alguien se infecta con el nuevo coronavirus SARS-CoV-2, el patógeno prolifera rápidamente en las células de la persona infectada. Para ello, el virus tiene que multiplicar su material genético, que consiste en una sola cadena larga de ARN. Esta tarea la realiza la "copiadora" viral, la llamada polimerasa. Los investigadores dirigidos por Patrick Cramer en el Instituto Max Planck de Química Biofísica en Göttingen, Alemania, han determinado la estructura tridimensional de la corona polimerasa. Esto permite ahora investigar cómo funcionan los medicamentos antivirales como el remdesivir, que bloquea la polimerasa, y buscar nuevas sustancias inhibidoras.
La polimerasa del nuevo coronavirus SARS-CoV-2 multiplica el material genético de los patógenos (azul y rojo).
© Lucas Farnung, Christian Dienemann, Hauke Hillen / Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie
"En vista de la actual pandemia queríamos ayudar", dice el director de Max Planck Cramer. "Tenemos una amplia experiencia en el estudio de las polimerasas". Por lo tanto, era obvio para los científicos qué proyecto elegir.
"Nos sorprendió descubrir que la estructura de la polimerasa del coronavirus es especial - difiere de otras estructuras que hemos estado investigando hasta ahora", explica Hauke Hillen.
La polimerasa del coronavirus se une al ARN de la misma manera que se conoce de otros tipos de virus. Sin embargo, esta polimerasa comprende un elemento adicional con el que se une al ARN hasta que ha copiado el material genético. Esto es importante para el virus corona, ya que su genoma consta de alrededor de 30.000 bloques de construcción y por lo tanto es particularmente largo, lo que hace que la copia sea un gran desafío.
Entender en detalle cómo funcionan los antivirales
Conocer cómo se construye la polimerasa del coronavirus a escala atómica abre nuevas posibilidades para comprender mejor y combatir el patógeno. En el próximo paso, el equipo de Cramer investigará en detalle cómo las sustancias antivirales bloquean la proliferación de los coronavirus. "Muchas esperanzas descansan en el remdesivir, que bloquea directamente la polimerasa. Con la estructura que tenemos a mano podría ser posible optimizar las sustancias existentes como el remdesivir y mejorar su efecto. Pero también queremos buscar nuevas sustancias que sean capaces de detener la polimerasa del virus", dice Cramer.
Los investigadores de Göttingen ya han publicado sus resultados en un manuscrito en Internet. "Queríamos compartir inmediatamente nuestros hallazgos con la comunidad científica internacional para acelerar las cosas, ahora que estamos en medio de la pandemia", informa Lucas Farnung, que pronto asumirá una cátedra en la Universidad de Harvard en los Estados Unidos.
La polimerasa de la corona con un aumento de 100.000 veces
El camino hacia la estructura tridimensional de la corona polimerasa era rocoso. "Primero tuvimos que reconstituir la polimerasa a partir de tres proteínas purificadas. Después de cierta optimización, finalmente fue funcional en el tubo de ensayo", explica Goran Kokic. "Sólo entonces fuimos capaces de estudiar cómo funciona." Para ello, el científico había establecido rápidamente una prueba especial para determinar la actividad de la polimerasa.
El equipo examinó entonces las muestras en el microscopio electrónico con un aumento de más de 100.000 veces, y al principio se llevó una decepción: "Aunque tomamos fotos las 24 horas del día durante diez días y noches, no pudimos obtener una visión detallada de la estructura", recuerda Christian Dienemann, un experto en microscopía electrónica. "Sin embargo, una muestra se veía diferente, de alguna manera extraña. Nuestro primer pensamiento fue descartarla. Afortunadamente, no lo hicimos: Esta muestra, sobre todo, nos proporcionó los datos de alta calidad que necesitábamos", dice Dimitry Tegunov, el experto en procesamiento de datos del grupo que también programó el software para procesar grandes volúmenes de datos de imágenes en poco tiempo.
La determinación de la estructura de la polimerasa no será la última contribución de los investigadores de Göttingen para hacer frente a la pandemia: "Estamos planeando echar un vistazo a los factores de ayuda que cambian el ARN viral de tal manera que no pueda ser degradado por el sistema inmunológico humano", dice Cramer. "Y por supuesto, como biólogos estructurales, esperamos encontrar más objetivos en el virus que puedan abrir nuevas estrategias terapéuticas a medio plazo".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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