Los virus gigantes pueden integrarse en los genomas de sus anfitriones
ARRIBA: Los científicos han encontrado pruebas de que los virus gigantes integran sus genomas en los de sus anfitriones, como esta especie de Chlorella, una sola -celled green algae.ISTOCK.COM, SINHYU
En el último juego del escondite genético, los científicos de Virginia Tech han identificado varios casos en los que encontraron genomas de virus gigantes incrustados, algunos en su totalidad en los genomas de sus Hospedadores. Los resultados, publicados hoy (18 de noviembre) en Nature, sugieren que dicha integración por virus gigantes puede ser más común de lo que se creía anteriormente y que estos virus son probablemente una fuente subestimada de diversidad genética en eucariotas.
Siempre supusimos que [los virus gigantes] que pueden integrarse en los genomas del huésped no eran comunes, dice Karen Weynberg, viróloga de la Universidad de Queensland en Australia que no participó en el trabajo, le dice a The Científico. Ahora han demostrado que estos virus son capaces de integrarse en un ámbito mucho más amplio de lo que realmente percibimos. Va a ser innovador, y creo que la gente investigará más dónde están apareciendo estos virus.
Los virus gigantes, llamados así porque tienden a ser unas 10 veces más grandes que el virus promedio, han desafiado ideas tradicionales en virología desde su descubrimiento en 2003. Además de su tamaño inusualmente grande, sus genomas a veces incluyen contribuciones genéticas de bacterias y eucariotas, incluidos genes metabólicos. Debido a esto, no necesariamente se ven virales a nivel genómico, dice Frank Aylward, virólogo de Virginia Tech y coautor del estudio.
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Hacia el comienzo de su posdoctorado en el laboratorio de Aylwards, Mohammad Monir Moniruzzaman buscó un puñado de genes marcadores de virus gigantes en todos los genomas accesibles a través del Centro Nacional de Información Biotecnológica en muchas bases de datos en un ejercicio exploratorio para ver qué volvía. Si bien la mayoría de los genes aparecían en genomas etiquetados como virus, Moniruzzaman dice que le sorprendió la cantidad de estos genes de virus gigantes que aparecían en genomas etiquetados como pertenecientes al fitoplancton marino microscópico.
Aylward y Moniruzzaman primero pensaron que podrían recoger la contaminación. Pero cuando miraron más de cerca, notaron señales genéticas que sugerían que partes de los virus se habían incorporado a los genomas de sus anfitriones. Dando seguimiento a esta hipótesis, el equipo buscó evidencia sistemática de esta integración en 65 genomas de algas verdes disponibles públicamente, algunos de los cuales se sabe que albergan virus gigantes.
El virus gigante Virus Ostreococcus tauri (OtV-1) infecta a su huésped Ostreococcus tauri, el eucariota de vida libre más pequeño conocido. La flecha apunta al sitio de unión de la célula huésped absorción.karen weynberg
Moniruzzaman y sus colegas desarrollaron una herramienta bioinformática, llamada ViralRecall, para identificar regiones en genomas de algas sospechosas de tener un origen viral según varias señales. Por ejemplo, usaron la herramienta para buscar ciertos genes característicos virales, demarcaciones claras entre los dos genomas, genes compartidos entre el virus y el huésped, y la presencia de intrones no codificantes y grandes duplicaciones dentro de las secuencias virales integradas que se cree que son causadas por los huéspedes. maquinaria molecular.
Los investigadores identificaron 18 ejemplos de elementos virales endógenos gigantes (GEVE) dentro de una docena de genomas de huéspedes, lo que significa que algunos huéspedes tenían más de uno de estos GEVE integrados en su código genético. En algunos casos, las contribuciones virales estaban fragmentadas y representaban solo una pequeña fracción del genoma del virus. Pero en dos muestras, todo el genoma viral parece haber dado el salto al fitoplancton, constituyendo hasta el 10 por ciento de los genes del huésped. En general, estos GEVE aportaron entre 78 y 1782 genes.
Esto esencialmente abre un gran conducto de transferencia horizontal de genes de virus a eucariotas, dice Aylward. Se abren todo tipo de posibilidades una vez que ves estos enormes casos de endogenización. >y Mimiviridae familias, dos grupos diversos que han informado gran parte de lo que se sabe sobre los virus gigantes. El primer descubrimiento que alertó a los científicos sobre su existencia, por ejemplo, fue el de un mimivirus aislado de una torre de enfriamiento en Inglaterra. los resultados sugieren que la endogenización por virus gigantes puede ser más común de lo que se pensaba anteriormente. La idea de que construyeron esta nueva herramienta y luego vieron tantos casos de esto, incluso con solo ese primer escaneo algo limitado, es bastante sorprendente, dice Nels Elde, un genetista evolutivo de la Universidad de Utah que no participó en el estudio actual. trabajar. Han construido un caso un tanto circunstancial, pero con varias líneas de evidencia complementaria que parecen bastante sólidas.
Elde pide cautela al aceptar el análisis de los equipos de duplicaciones en el genoma viral integrado como evidencia de endogenización. El trabajo anterior, incluido el suyo propio sobre los poxvirus (cuyo estado como virus gigante se debate), ha demostrado que los virus son capaces de llevar a cabo duplicaciones de genes rápidas y a gran escala sin un huésped. En el artículo, los autores enfatizan que encontraron muchas más duplicaciones en virus endogenizados que en comparaciones de vida libre.
El siguiente paso podría implicar una mirada más amplia a través del árbol de la vida. Los científicos no están seguros de cuántos organismos diferentes pueden infectar estos virus, pero las algas verdes objetivo de este estudio, en el filo Chlorophyta, comparten un ancestro común con las plantas terrestres modernas.
Otro paso, ambos Weynberg y Elde dicen, deberían realizarse estudios sobre si estos genes virales introducidos traen cambios funcionales a los huéspedes. Se cree que aproximadamente el 10 por ciento del genoma humano, por ejemplo, se deriva de retrovirus endógenos, y algunos de sus genes han sido cooptados en la reproducción y la función cerebral.
Me gusta el hecho de que este artículo realmente se enfoca sobre la influencia de los virus en la formación de los genomas de sus anfitriones que luego también se derrama en la evolución del anfitrión, dice Weynberg. Una vez que estos virus se integran en los genomas del huésped y persisten de generación en generación, también comienzan a brindar beneficios. Eso realmente resalta esta intimidad que los virus tienen con sus anfitriones.