Descubriendo el ciclo de vida del VIH

Análisis de la dimerización del VIH-1. a, La dimerización es un paso clave en el ciclo de vida del VIH-1. Se cree que el ARN monomérico se traduce preferentemente, en contraste con el ARN dimérico, que es un requisito previo para el empaquetamiento en viriones. El ARN dimérico ayuda a mantener la integridad del genoma a través de la recombinación. b, La UTR del VIH-1 5 se compone de distintos dominios estructurales vinculados a diferentes funciones en el ciclo de vida del VIH-1. TAR significa transcripción. PolyA significa poliadenilación que está inactiva en la 5 UTR. U5 en la región 5 única o PBS, significa recocido del ARNt del huésped para iniciar la transcripción inversa. SL1SL3 contienen la señal de empaquetado. SL2 contiene el sitio donante de empalme. La dimerización ocurre a través de una interacción de bucle de beso en una secuencia en SL1. Los LDI/pliegues alternativos que involucran LDI, como entre SL1U5 y U5AUG, pueden regular la dimerización. c, FARS-seq. Las secuencias de ARN mutantes se generan mediante PCR mutagénica y transcripción in vitro. Las poblaciones mutantes se separan físicamente en fracciones de monómero y dímero y se prueban con DMS o se dejan sin tratar. Las frecuencias de mutación se analizan mediante secuenciación de próxima generación. d, Los perfiles funcionales se obtienen por interferencia mutacional. Kdimer es una medida cuantitativa de la dimerización basada en la proporción de mutaciones en la población seleccionada de dímero frente a la población seleccionada de monómero, corregida para las mutaciones introducidas durante la preparación y secuenciación de la biblioteca. e, los perfiles estructurales se obtienen mediante DMS que reacciona específicamente con residuos A y C no apareados. DMS-MaPseq mide las reactividades de DMS como tasas de mutación en los controles tratados con DMS frente a los no tratados. f, El análisis bidimensional identifica los tallos de ARN a través de correlaciones entre las mutaciones que alteran el tallo y las mutaciones inducidas por DMS. Crédito: Nature Structural & Molecular Biology (2022). DOI: 10.1038/s41594-022-00746-2

Aunque últimamente ha sido eclipsado por el SARS-CoV-2, existe otra epidemia mundial que aún amenaza a las personas: el VIH/SIDA. Según ONUSIDA, una iniciativa de las Naciones Unidas, unos 38 millones de personas en todo el mundo están actualmente infectadas por el VIH. Casi la misma cantidad ha muerto a causa del SIDA desde el estallido de la pandemia del VIH en la década de 1980. En la búsqueda de nuevos enfoques para las terapias antivirales, los científicos del Instituto Helmholtz para la Investigación de Infecciones basada en ARN (HIRI) en Wrzburg y el Instituto Robert Koch (RKI) en Berlín ahora han desarrollado una nueva tecnología que puede usarse para analizar e impactar Etapas clave del ciclo de vida del VIH. Sus hallazgos fueron publicados hoy en la revista Nature Structural & Molecular Biology.

Las etapas clave del ciclo de vida de un virus pueden representar objetivos atractivos para fármacos y terapias. Por lo tanto, la investigación básica es importante para comprender e impactar los procesos moleculares subyacentes. Una característica distintiva de la variante del VIH-1 es que contiene dos copias de su genoma viral. Durante la replicación viral, dos genomas se unen en un proceso conocido como dimerización. También se supone que este último es un requisito previo para el empaque que finalmente dará lugar a nuevas partículas virales infecciosas y a la replicación completa del virus.

Un cambio molecular

En la revista Nature Structural & Molecular Biology , investigadores del Instituto Helmholtz para la Investigación de Infecciones basada en ARN (HIRI) en Wrzburgan institución del Centro Helmholtz para la Investigación de Infecciones (HZI) en Braunschweig en cooperación con la Julius-Maximilians-Universitt (JMU) de Wrzburg y el Instituto Robert Koch (RKI ) en Berlín describen ahora una nueva tecnología para investigar el ciclo de vida del VIH-1 con una resolución de un solo nucleótido. Bautizado como FARS-seq (Análisis funcional de la estructura del ARN), su método ayuda a identificar regiones dentro del genoma del VIH-1 importantes para la dimerización y el empaquetamiento del virus.

«La idea de que la dimerización es un requisito previo para el empaquetamiento tiene se ha discutido en la investigación del VIH-1. Sin embargo, los mecanismos moleculares subyacentes seguían sin estar claros. Nuestro estudio proporciona esta información en alta resolución, lo que permite una intervención específica», explica el profesor junior Redmond Smyth, iniciador del estudio y líder del grupo de investigación en HIRI.

Liqing Ye realiza investigaciones en HIRI en el laboratorio de Smyth y es el primer autor del estudio actual. Y agrega: «Pudimos demostrar que el genoma del VIH-1 existe en dos conformaciones de ARN diferentes. Solo una de ellas está involucrada en el empaquetamiento del genoma. En la segunda conformación, el ARN permanece en la célula huésped para traducirse en nuevos proteínas virales. Por lo tanto, estas dos conformaciones actúan como un interruptor molecular para dirigir el destino del ARN viral y, por lo tanto, la replicación viral».

Los científicos identificaron secuencias que regulan el equilibrio entre estas dos conformaciones de ARN. Su estudio ilustra cómo se puede usar la unión de factores virales a estas regiones para atacar o interrumpir el ensamblaje viral.

«Esperamos poder aprovechar estos hallazgos en medicamentos antirretrovirales basados en ARN o vectores de terapia génica mejorados , dice Redmond Smyth del Instituto Helmholtz en Wrzburg. En estudios de seguimiento, dice, los investigadores ahora quieren determinar si las observaciones también se aplican a otras cepas del virus HI.

Acerca del VIH

El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH ) pertenece a la gran familia de los retrovirus. Estos virus están recubiertos de proteínas y su genoma está hecho de ácido ribonucleico (ARN). Un rasgo característico de los retrovirus, como el VIH, es que cada partícula viral consta de dos copias del genoma de ARN. El VIH-1 y el VIH-2 son las dos variantes del virus que se sabe que infectan a los humanos. El presente estudio aborda el VIH-1, que representa más del 90 por ciento de todas las infecciones.

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Nuevo elemento CRISPR regula la defensa viral Más información: Liqing Ye et al, Las interacciones de corto y largo alcance en la UTR del VIH-1 5 regulan la dimerización y el empaquetamiento del genoma, Naturaleza Estructural y Biología Molecular (2022). DOI: 10.1038/s41594-022-00746-2 Información de la revista: Nature Structural & Molecular Biology

Proporcionado por la Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemanes Cita: Descubriendo el VIH ciclo de vida (2022, 29 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-uncovering-hiv-life.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.