Desde que COVID-19 comenzó su amenazante marcha a través de Wuhan, China, en diciembre de 2019, y luego en todo el mundo, el virus SARS-CoV-2 ha adoptado una estrategia de "lo que funcione" para garantizar su replicación y propagación.nuevo estudio publicado en Bioinformática evolutiva , investigadores y estudiantes de la Universidad de Illinois muestran que el virus está perfeccionando las tácticas que pueden hacerlo más exitoso y más estable.
Un grupo de estudiantes graduados en una clase de bioinformática y biología de sistemas del semestre de primavera en Illinois rastreó la tasa de mutación en el proteoma del virus, la colección de proteínas codificadas por material genético, a través del tiempo, comenzando con el primer SARS-CoV-2 publicado en enero y terminando más de 15,300 genomas más tarde en mayo.
El equipo descubrió que algunas regiones aún están generando nuevas mutaciones, lo que indica una adaptación continua al entorno del huésped. Pero la tasa de mutación en otras regiones mostró signos de desaceleración, fusionándose alrededor de versiones únicas de proteínas clave.
"Esas son malas noticias. El virus está cambiando y cambiando, pero conserva las cosas que son más útiles o interesantes para sí mismo", dice Gustavo Caetano-Anolles, profesor de bioinformática en el Departamento de Ciencias de los Cultivos de Illinois y seniorautor del estudio.
Sin embargo, es importante destacar que la estabilización de ciertas proteínas podría ser una buena noticia para el tratamiento de COVID-19.
Según el primer autor Tre Tomaszewski, estudiante de doctorado en la Facultad de Ciencias de la Información de Illinois, "En el desarrollo de vacunas, por ejemplo, es necesario saber a qué se adhieren los anticuerpos. Las nuevas mutaciones podrían cambiarlo todo, incluida la forma en que las proteínasestán construidos, su forma. Un objetivo de anticuerpo podría ir desde la superficie de una proteína hasta estar plegado dentro de ella, y ya no se puede acceder a ella. Saber qué proteínas y estructuras se adhieren proporcionará información importante para las vacunas y otrasterapias. "
El equipo de investigación documentó una desaceleración general en la tasa de mutación del virus a partir de abril, después de un período inicial de cambio rápido. Esto incluyó la estabilización dentro de la proteína de pico, esos apéndices diminutos que dan a los coronavirus su apariencia coronada.
Dentro del pico, los investigadores encontraron que un aminoácido en el sitio 614 fue reemplazado por otro ácido aspártico a glicina, una mutación que se apoderó de toda la población de virus durante marzo y abril.
"El pico era una proteína completamente diferente al principio de lo que es ahora. Apenas puedes encontrar esa versión inicial ahora", dice Tomaszewski.
La proteína de pico, que está organizada en dos dominios principales, es responsable de adherirse a las células humanas y ayudar a inyectar el material genético del virus, ARN, en el interior para su replicación. La mutación 614 rompe un vínculo importante entre dominios distintos y subunidades de proteínas enla espiga.
"Por alguna razón, esto debe ayudar al virus a aumentar su propagación y su infectividad al ingresar al huésped. De lo contrario, la mutación no se mantendría", dice Caetano-Anolles.
La mutación 614 se asoció con un aumento de la carga viral y una mayor infectividad en un estudio anterior, sin efecto sobre la gravedad de la enfermedad. Sin embargo, en otro estudio, la mutación se vinculó con tasas más altas de letalidad. Tomaszewski dice que aunque su papel en la virulencia necesitaconfirmación, la mutación media claramente la entrada en las células huésped y, por lo tanto, es fundamental para comprender la transmisión y propagación del virus.
Sorprendentemente, los sitios dentro de otras dos proteínas notables también se volvieron más estables a partir de abril, incluida la proteína polimerasa NSP12, que duplica el ARN, y la proteína helicasa NSP13, que corrige las cadenas de ARN duplicadas.
"Las tres mutaciones parecen estar coordinadas entre sí", dice Caetano-Anolles. "Están en moléculas diferentes, pero siguen el mismo proceso evolutivo".
Los investigadores también notaron que las regiones del proteoma del virus se vuelven más variables con el tiempo, lo que, según dicen, puede darnos una indicación de qué esperar a continuación con COVID-19. Específicamente, encontraron mutaciones crecientes en la proteína nucleocápsida, que empaquetaARN después de entrar en una célula huésped y la proteína viroporina 3a, que crea poros en las células huésped para facilitar la liberación, replicación y virulencia viral.
El equipo de investigación dice que estas son regiones para observar, porque la creciente variabilidad no aleatoria en estas proteínas sugiere que el virus está buscando activamente formas de mejorar su propagación. Caetano-Anolles explica que estas dos proteínas interfieren con la forma en que nuestros cuerpos combaten el virus. Ellosson los principales bloqueadores de la vía del interferón beta que componen nuestras defensas antivirales. Su mutación podría explicar las respuestas inmunes incontroladas responsables de tantas muertes por COVID-19.
"Teniendo en cuenta que este virus estará entre nosotros durante algún tiempo, esperamos que la exploración de las vías mutacionales pueda anticipar objetivos en movimiento para el rápido desarrollo de terapias y vacunas mientras nos preparamos para la próxima ola", dice Tomaszewski. "Nosotros, junto con milesde otros investigadores que secuencian, cargan y curan muestras del genoma a través de la Iniciativa GISAID, continuarán realizando un seguimiento de este virus ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Agrícolas, Ambientales y del Consumidor de la Universidad de Illinois . Original escrito por Lauren Quinn. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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