Gigantes dormidos: cómo los virus ocultos despiertan en el interior de las algas y se transmiten a las generaciones futuras
Un nuevo modelo para estudiar la latencia viral, la evolución y las interacciones huésped-virus
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Investigadores del Instituto Max Planck de Biología de Tubinga han demostrado que los virus gigantes, de los que durante mucho tiempo se pensó que sólo existían como partículas fugaces de vida libre, pueden incrustarse permanentemente en el genoma de un huésped pluricelular, permanecer latentes durante generaciones y luego despertar a demanda. El estudio pone en tela de juicio supuestos fundamentales sobre el funcionamiento de los virus gigantes y establece un nuevo y potente modelo para estudiar la latencia vírica en organismos complejos.
Virus que se esconden a plena vista
Los virus gigantes se cuentan entre las entidades biológicas más notables de la Tierra: más grandes y genómicamente más complejos que muchas bacterias, pueden causar graves problemas en los ecosistemas marinos, infectando algas y microbios en todos los océanos del mundo. Sin embargo, a pesar de su abundancia y su papel ecológico, sus estrategias de infección en huéspedes pluricelulares siguen siendo poco conocidas. En particular, no se sabe si los virus gigantes son capaces de latencia, es decir, de persistir silenciosamente en el interior de un huésped antes de reactivarse.
Este nuevo estudio responde a esa pregunta. Trabajando con Ectocarpus, un alga parda que sirve de organismo modelo para la biología multicelular, el equipo descubrió que el genoma del alga alberga secuencias completas e intactas de virus gigantes, conocidas como elementos virales endógenos gigantes (GEVE). Estos GEVE son plenamente funcionales y capaces de producir partículas virales infecciosas.
"No se trata de fósiles genómicos", afirma Carole Duchêne, investigadora postdoctoral del Departamento de Desarrollo y Evolución de las Algas. "Son activos, regulados y transmisibles. El virus se ha acomodado en el genoma del huésped y ha encontrado la forma de persistir a través de las generaciones".
Un despertar controlado con precisión
Los investigadores descubrieron que el virus latente no se reactiva al azar. Su despertar está estrechamente controlado por dos señales distintas: el estado de desarrollo del huésped y la temperatura ambiental. El virus se activa específicamente en las células reproductoras, llamadas gametangios y esporangios, de las algas, donde secuestra estas estructuras, convirtiéndolas en fábricas productoras de virus e impidiendo la formación de gametos y esporas. Fuera de estas células y condiciones específicas, permanece completamente silencioso.
Utilizando secuenciación genómica de larga lectura, transcriptómica, genética clásica y edición génica CRISPR/Cas, el equipo resolvió los lugares precisos donde el genoma vírico se integra en los cromosomas del huésped, dilucidó el mecanismo de integración y demostró que el elemento integrado es capaz de replicarse de forma autónoma. Y lo que es más importante, al utilizar CRISPR para eliminar todo el elemento vírico del genoma del huésped, confirmaron directamente que es la secuencia integrada, y no una fuente externa, la responsable de la producción de partículas víricas infecciosas.
Heredado como un gen, transmitido como un virus
Quizá lo más sorprendente es que el equipo de investigación demostró que el elemento vírico se transmite de forma estable a través de la línea germinal del huésped de una generación a la siguiente, comportándose, en términos genéticos, como un supergen. Esto significa que el virus tiene dos modos de transmisión: vertical, que pasa de padres a hijos a través del genoma, y horizontal, a través de las partículas infecciosas que produce al reactivarse. Esta doble estrategia de herencia latente combinada con la reactivación y liberación periódicas nunca antes se había documentado para un virus gigante en un eucariota multicelular.
"El virus ha desarrollado una estrategia extraordinariamente sofisticada", afirma Susana Coelho, Directora del Departamento de Desarrollo y Evolución de las Algas. "Se esconde en el interior del hospedador, se transmite a cada descendiente y luego se despierta selectivamente en el momento justo y en el tipo celular adecuado".
Por qué es importante: ecología, evolución y un nuevo sistema modelo
Las algas pardas son el tercer organismo pluricelular más complejo del planeta, ya que han desarrollado planes corporales complejos con total independencia de los animales y las plantas. Son una especie fundamental en los ecosistemas marinos costeros, cuya importancia ecológica es análoga a la de los árboles en un bosque. Las algas pardas están cada vez más amenazadas por el cambio climático. Por tanto, comprender los virus que las infectan y cómo éstos determinan la evolución de sus huéspedes y la dinámica de sus poblaciones reviste una gran importancia ecológica.
En términos más generales, los hallazgos ponen en tela de juicio supuestos largamente sostenidos en virología. La latencia se ha estudiado ampliamente en virus animales, sobre todo herpesvirus y retrovirus como el VIH, pero la idea de que los virus gigantes de ADNcd, un grupo filogenéticamente distinto y enormemente diverso, puedan emplear la misma estrategia en un huésped pluricelular abre vías de investigación totalmente nuevas. El sistema Ectocarpus-Phaeovirus ofrece ahora a la comunidad científica un modelo manejable y manipulable genéticamente para estudiar los mecanismos moleculares de la latencia, la herencia y la reactivación virales fuera de los marcos tradicionales de animales y plantas.
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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