Un nuevo estudio encuentra que los virus comparten algunos genes exclusivamente con células que no son sus anfitriones. El estudio, informó en la revista Fronteras en microbiología , se agrega a la evidencia de que los virus intercambian genes con una variedad de organismos celulares y son agentes de diversidad, dicen los investigadores.
El estudio analizó las estructuras de proteínas en los virus y en todos los superreinos o dominios de la vida: desde los microbios unicelulares conocidos como bacterias y arqueas, hasta los eucariotas, un grupo que incluye animales, plantas, hongos y todos los demás seres vivos..
"Es típico definir virus en relación con sus anfitriones, pero esta práctica restringe nuestra comprensión de las interacciones entre células y virus", dijo el investigador de la Universidad de Illinois y el Instituto de Tecnología de la Información COMSATS, Arshan Nasir, quien dirigió la nueva investigación con Gustavo Caetano-Anolles, profesor de ciencias de cultivos y afiliado del Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica de la U. de I., y Kyung Mo Kim, científico principal del Instituto de Investigación Polar de Corea, en Incheon, Corea del Sur.
"Investigaciones recientes han revelado que los organismos pueden formar asociaciones con otros organismos y vivir en comunidades. Por ejemplo, muchas especies bacterianas y arqueológicas residen en y sobre el cuerpo humano y constituyen la microbiota humana", dijo Nasir.
Los virus que infectan las arqueas y las bacterias, por ejemplo, no se sabe que infectan a la eucaria. Sin embargo, aún pueden interactuar de manera no perjudicial con organismos que no infectan, dijeron los investigadores.
"Queríamos investigar los genomas de virus y organismos celulares para buscar posibles rastros de transferencia de genes de los virus a las células, más allá de lo que ya sabemos sobre las interacciones de los virus con sus anfitriones", dijo Nasir.
El equipo utilizó un enfoque bioinformático para analizar los genomas de los organismos y los virus que los infectan. En lugar de centrarse en las secuencias genéticas, que pueden cambiar a lo largo de las generaciones, el equipo examinó los componentes funcionales de las proteínas, que denominan pliegues.fold - y hay más de 1,400 de ellos en todos los dominios de la vida - tiene una estructura tridimensional única que realiza una operación específica. Debido a que los pliegues son críticos para la función de las proteínas, permanecen estables incluso cuando las secuencias los codificancambian como resultado de mutaciones u otros procesos, dijeron los investigadores.
"Esto hace que los pliegues de proteínas sean marcadores confiables de cambios evolutivos durante vastos períodos de tiempo, especialmente para los virus que mutan notoriamente rápido", dijo Nasir.
Los investigadores encontraron cientos de pliegues que están presentes en todos los superhombres de la vida y en todo tipo de virus, lo que sugiere que provenían de un ancestro antiguo de todas las formas de vida, dijo Caetano-Anolles.
Sin embargo, algunos pliegues ocurren solo dentro de un solo superkingdom y los virus que lo infectan, lo que sugiere una transferencia de material genético solo entre ese grupo de virus y sus anfitriones. De un total de aproximadamente 2,000 superfamilias de pliegues, el equipo encontróuno que era exclusivo de las arqueas y los virus que infectan las arqueas, 29 compartido solo por bacterias y los virus que las infectan, y 37 que son exclusivas de los eucariotas y sus virus.
Los datos también apuntan a otros mecanismos, aún desconocidos, que permiten que los virus intercambien material genético con células, dijeron los investigadores.
"Descubrimos muchos genes característicos de virus en organismos celulares que no se sabe que esos virus infectan", dijo Nasir. "Esto fue especialmente obvio para los virus bacterianos y los organismos eucariotas, posiblemente debido a la mayor cantidad de formas en que las bacterias interactúan con la eucaria."
"Si bien las personas tienden a pensar solo en los virus que infectan y matan a sus anfitriones, hemos sabido durante décadas que un virus a veces entrará en una célula e incorporará su material genético en la célula sin matarlo", dijo Caetano-Anolles.En el caso de los organismos unicelulares, esos genes a veces se transmiten a las generaciones futuras, dijo.
El ADN humano también contiene restos de virus.
"Se cree que algunos retroelementos y transposones, por ejemplo, se originaron en virus antiguos", dijo Nasir. Los retroelementos son secuencias copiadas de virus de ARN en ADN e insertadas en los genomas de organismos no virales. Transposones, también conocidos como "genes saltadores", "puede moverse de una parte del genoma a otra.
"Si tiene una entidad que fue un virus en algún momento y fue cooptada en el genoma, eso se convierte en una parte del patrimonio molecular del organismo", dijo Caetano-Anolles.
El equipo también descubrió un gran subconjunto de pliegues proteicos específicos de virus que no estaban presentes en ningún genoma celular.
"Esto sugiere que los virus pueden crear nuevos genes y, potencialmente, transferir esos genes a organismos celulares", dijo Nasir.
La Comisión de Educación Superior, Pakistán; la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Y los Institutos Nacionales de Alimentación y Agricultura de los Institutos Nacionales de Salud apoyaron esta investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Original escrito por Diana Yates. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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