Cuando los virus infectan las células del cuerpo, esas células enfrentan un problema difícil. ¿Cómo pueden destruir los virus sin hacerse daño? Los científicos de la Universidad de Utah Health han encontrado una respuesta visualizando una pequeña máquina celular que corta el material genético de los virus en pedazosSu investigación muestra cómo la máquina detecta a los intrusos y los procesa para su destrucción para proteger las células y prevenir la propagación de la infección.
"Combatir los virus es esencial para la supervivencia", dice Brenda Bass, Ph.D., distinguida profesora de Bioquímica en la U de U Health, que codirigió el estudio con el profesor asistente Peter Shen, Ph.D. "Es fascinantever cómo la biología ha evolucionado para resolver este problema ". Sus hallazgos se publicarán en línea en la revista ciencia el 21 de diciembre
Bass, Shen y sus colegas examinaron una de esas máquinas especializadas, una proteína de la mosca común de la fruta Drosophila melanogaster . Ahora que los científicos saben cómo funciona la proteína de la mosca, pueden usar algunos de los mismos trucos para superar los virus que causan enfermedades en los humanos.
A primera vista, la proteína en forma de "L", acertadamente llamada Dicer, no se parece a nada especial. Pero colóquela junto al virus, y sus propiedades tipo machete cobran vida. Los virus propagan la infección al replicarse y copiarsesu material genómico dentro de la célula, y durante este proceso produce ARN bicatenario dsRNA. Dicer libera la célula del intruso infractor agarrando el dsRNA en forma de cuerda, cortándolo en pedazos mientras lo enrolla.
Una pequeña diferencia entre dsRNA viral y celular es responsable de ceder el virus como un intruso no deseado. Los extremos de ambas cadenas de dsRNA viral son uniformes, mientras que una cadena de dsRNA celular es un poco más larga al final.
"Dicer tiene que tener cuidado con lo que destruye porque, de lo contrario, cerraría la célula", explica Niladri Sinha, estudiante de posgrado y primer autor. "Ver cómo funciona Dicer responde a una pregunta de larga data sobre cómo los receptores antivirales pueden discriminar entre'self' de 'non-self'. "
Esta propiedad es importante por más de una razón. Como parte de la función celular normal, Dicer corta el dsRNA producido por la célula también. Por primera vez, este estudio muestra que esta única máquina procesa dsRNA a partir de virus usando un virus completamente diferentemecanismo.
En cierto modo, esta nueva visión de Dicer lleva casi 20 años en desarrollo. Cuando Bass comenzó a investigar la proteína, notó que tenía una región conocida como dominio helicasa. Pero durante todos esos años, nadie supo por quéFue pura curiosidad lo que la llevó a colaborar con Shen para determinar si ver la proteína podría ayudarlos a responder esa pregunta.
Para hacerlo, se congelaron rápidamente y analizaron Dicer usando microscopía crioelectrónica, la tecnología ganadora del premio Nobel de este año. A pesar de utilizar metodologías avanzadas, no fue fácil obtener una imagen de la proteína que interactúa con el ARN viral. Dicer es pequeñoincluso para los estándares cryo-EM. Además, se dobla y se mueve, lo que dificulta su fijación.
Los científicos superaron estas dificultades usando bioquímica para atrapar al par en poses definidas y luego tomando cientos de miles de imágenes. Descubrieron que el misterioso dominio helicasa define el mecanismo previamente desconocido para destruir el virus: reconoce al intruso y lo enrollajusto antes de matar. Es importante destacar que, una vez que la helicasa agarra el material viral, no se atreve a soltarlo, lo que mejora sus posibilidades de erradicar la infección.
"Lo que me encanta de esto es que no teníamos idea de cómo funcionaba la enzima. Con solo mirarla, encontramos algo inesperado", dice Shen.
Es posible que Dicer solo funcione de esta manera en las moscas. Pero la biología tiene la costumbre de reutilizar herramientas que funcionan bien. "Estoy seguro de que la gente pensará que tal vez bajo ciertas condiciones, o en presencia de factores proteicos adicionales, humanosDicer podría actuar como la mosca ". Tal descubrimiento podría dar a los científicos nuevas formas de controlar la infección viral y la respuesta de nuestro cuerpo a la infección".
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Materiales proporcionado por Universidad de Salud de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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