La batalla constante entre los patógenos y sus anfitriones ha sido reconocida durante mucho tiempo como un impulsor clave de la evolución, pero hasta ahora los científicos no han tenido las herramientas para observar estos patrones a nivel mundial a través de especies y genomas. En un nuevo estudio, los investigadores aplicananálisis de datos para revelar el alcance completo del impacto de los virus en la evolución de los humanos y otros mamíferos.
Sus hallazgos sugieren un sorprendente 30 por ciento de todas las adaptaciones de proteínas, ya que la divergencia de los humanos con los chimpancés ha sido provocada por virus.
"Cuando tienes una pandemia o una epidemia en algún momento de la evolución, la población a la que se dirige el virus se adapta o se extingue. Lo sabíamos, pero lo que realmente nos sorprendió es la fuerza y la claridad del patrón queencontrado ", dijo David Enard, Ph.D., becario postdoctoral en la Universidad de Stanford y primer autor del estudio." Esta es la primera vez que se ha demostrado que los virus tienen un impacto tan fuerte en la adaptación ".
El estudio fue publicado recientemente en la revista eLife y se presentará en la Allied Genetics Conference, una reunión organizada por la Genetics Society of America, el 14 de julio
Las proteínas realizan una amplia gama de funciones que mantienen a nuestras células en marcha. Al revelar cómo pequeños ajustes en la forma y composición de las proteínas han ayudado a los humanos y a otros mamíferos a responder a los virus, el estudio podría ayudar a los investigadores a encontrar nuevas pistas terapéuticas contra las amenazas virales actuales.
"Estamos aprendiendo qué partes de la célula se han utilizado para combatir los virus en el pasado, presumiblemente sin efectos perjudiciales para el organismo", dijo el autor principal del estudio, Dmitri Petrov, Ph.D., Michelle y Kevin Douglas Professorde Biología y Presidente Asociado del Departamento de Biología en Stanford. "Eso debería darnos una idea de los puntos de presión y ayudarnos a encontrar proteínas para investigar nuevas terapias".
La investigación previa sobre las interacciones entre virus y proteínas se ha centrado casi exclusivamente en proteínas individuales que están directamente involucradas en la respuesta inmune, el lugar más lógico en el que esperaría encontrar adaptaciones impulsadas por virus. Este es el primer estudio que toma unmirada global a todos los tipos de proteínas.
"El gran avance aquí es que no solo las proteínas inmunes muy especializadas se adaptan contra los virus", dijo Enard. "Casi cualquier tipo de proteína que entre en contacto con los virus puede participar en la adaptación contra los virus. Resulta quehay al menos tanta adaptación fuera de la respuesta inmune como dentro de ella ".
El primer paso del equipo fue identificar todas las proteínas que se sabe que interactúan físicamente con los virus. Después de revisar minuciosamente decenas de miles de resúmenes científicos, Enard seleccionó la lista de alrededor de 1.300 proteínas de interés. Su siguiente paso fue construir grandesalgoritmos de datos para explorar bases de datos genómicas y comparar la evolución de las proteínas que interactúan con el virus con la de otras proteínas.
Los resultados revelaron que las adaptaciones se han producido tres veces más frecuentemente en las proteínas que interactúan con el virus en comparación con otras proteínas.
"Todos estamos interesados en cómo es que nosotros y otros organismos hemos evolucionado, y en las presiones que nos hicieron lo que somos", dijo Petrov. "El descubrimiento de que esta batalla constante con virus nos ha dado forma en todos los aspectos- no solo las pocas proteínas que combaten las infecciones, sino todo - es profundo. Todos los organismos han estado viviendo con virus durante miles de millones de años; este trabajo muestra que esas interacciones han afectado a cada parte de la célula ".
Los virus secuestran casi todas las funciones de las células de un organismo huésped para replicarse y extenderse, por lo que tiene sentido que impulsen la evolución de la maquinaria celular en mayor medida que otras presiones evolutivas como la depredación o las condiciones ambientales. El estudioarroja luz sobre algunos misterios biológicos de larga data, como por qué las especies estrechamente relacionadas han desarrollado diferentes mecanismos para realizar funciones celulares idénticas, como la replicación del ADN o la producción de membranas. Los investigadores no sabían previamente qué fuerza evolutiva podría haber causado tales cambios ".el papel es el primero con datos lo suficientemente grandes y limpios como para explicar muchos de estos rompecabezas de una sola vez ", dijo Petrov.
El equipo ahora está utilizando los hallazgos para profundizar en las epidemias virales pasadas, con la esperanza de obtener información para ayudar a combatir las enfermedades en la actualidad. Por ejemplo, los virus similares al VIH han barrido las poblaciones de nuestros antepasados, así como otras especies animales en múltiples puntosa lo largo de la historia evolutiva. Observar los efectos de tales virus en poblaciones específicas podría generar una nueva comprensión de nuestra guerra constante con virus, y cómo podríamos ganar la próxima gran batalla.
Este estudio se presentará el jueves 14 de julio de 11:15 a 11:30 a.m. durante la sesión de Selección Natural y Adaptación, Crystal Ballroom J1 como parte de la Conferencia de Genética Aliada, Orlando World Center Marriott, Orlando, Florida.
Este trabajo está financiado por las subvenciones NIH R01GM089926 y R01GM097415.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad de Genética de América . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :