A partir de manantiales volcánicos calientes donde el agua es casi ácida hirviendo, los científicos han descubierto cómo se formaron los virus con forma de limón. Y ese descubrimiento podría conducir a nuevas y mejores formas de administrar medicamentos y vacunas.
Si bien la gran mayoría de los virus tienen forma de varilla o son esféricos como el coronavirus responsable de la COVID-19, los científicos se han sentido desconcertados por las formas inusuales de virus que se encuentran en algunos de los entornos más duros de la Tierra.
Los investigadores estaban estudiando uno de esos virus cuando descubrieron que tiene propiedades extrañas que le permiten alterar su forma. Si bien normalmente se asemeja a un limón o un huso, el virus puede desarrollar colas. La estructura que le permite hacer eso, se dieron cuenta los científicos,probablemente explica cómo los antiguos virus con forma de bastón dieron lugar a todos los virus con forma de huso que se ven hoy en día.
"Ahora podemos entender un nuevo principio sobre cómo las proteínas pueden formar el caparazón que empaqueta el ADN en un virus", dijo el investigador principal Edward H. Egelman, PhD, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia. "Esto tiene implicaciones parano solo comprender cómo evolucionaron ciertos virus, sino que potencialmente pueden usarse para nuevas formas de administrar todo, desde medicamentos hasta vacunas".
Un virus resistente
El virus que Egelman y sus colegas estaban estudiando, Sulfolobus monocaudavirus 1 SMV1, tiene una cubierta de proteína que rodea el ADN que tiene forma de huso o limón. Pero ha sido un rompecabezas durante casi 20 años exactamente cuántas copias dela misma proteína puede unirse para formar tal forma.
Egelman y su equipo pudieron revelar las extrañas propiedades de SMV1 usando microscopía crioelectrónica de alta tecnología y procesamiento de imágenes avanzado. Egelman fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias por su trabajo pionero usando microscopía crioelectrónica y modelado 3Dpara trazar un mapa del mundo que es demasiado pequeño para que lo vean incluso los microscopios de luz más potentes.
SMV1, según descubrieron los investigadores, contiene hebras de proteínas que se deslizan entre sí debido a que son "grasosas". Estas siete hebras de proteínas se encontraron tanto en el cuerpo como en la cola del virus, yle dan al virus una capacidad notable para cambiar de forma. En lugar de tener una forma fija, puede hincharse como un pez globo para acomodar el material genético. Al mismo tiempo, estos hilos forman una barrera impenetrable para evitar que el ácido que los rodea destruya elADN dentro del virus.
El virus es una amenaza formidable para los organismos unicelulares que infecta. Una vez infectados, los organismos anfitriones se convierten en fábricas gigantes que producen más virus. Estas células anfitrionas crecen hasta 20 veces antes de que estalle un nuevo ejército de virus.
Según sus hallazgos, Egelman y sus colaboradores concluyen que los virus actuales con forma de huso o limón probablemente evolucionaron a partir de ancestros antiguos con forma de bastón. Los virus con forma de bastón solo podían contener una cantidad limitada de ADN y las propiedades "grasientas" quedejar que el cambio de forma de SMV1 hubiera permitido que los virus ancestrales empaquetaran más material genético, un rasgo útil para los virus, desde una perspectiva evolutiva.
"Los virus pueden representar grandes amenazas para la salud humana, como vemos en la pandemia de COVID-19", dijo Egelman, del Departamento de Bioquímica y Genética Molecular de la UVA. "Por lo tanto, es crucial que entendamos más sobre cómo han evolucionado los virus.Pero también podemos aprender de los virus y crear nuevas tecnologías basadas en los principios que se encuentran en estas estructuras muy simples".
Hallazgos publicados
Los investigadores han publicado sus hallazgos en la revista científicaCelda; la revista presenta el descubrimiento como artículo de portada. El equipo de investigación, principalmente una colaboración entre científicos de la UVA y el Instituto Pasteur de París, estaba formado por Fengbin Wang, Virginija Cvirkaite-Krupovic, Matthijn Vos, Leticia C. Beltran,Mark AB Kreutzberger, Jean-Marie Winter, Zhangli Su, Jun Liu, Stefan Schouten, Mart Krupovic y Egelman.
El trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud, subvenciones GM122510 y K99GM138756; l'Agence Nationale de la Recherche, subvenciones ANR-17-CE15-401 0005-01, ANR-20-CE20-009-02 y ANR-21-CE11-0001-01 y el proyecto MEMREMA de Emergences de Ville de Paris.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Sistema de Salud de la Universidad de Virginia. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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