Proteína antigua ayuda a E. coli a frustrar un ataque viral
CDCResucitación de proteínas antiguas en E. coli puede proteger a la bacteria de la infección viral, informaron los científicos hoy (9 de mayo) en Cell Reports. Investigadores de España diseñaron las secuencias genéticas que codifican las formas ancestrales de la proteína tiorredoxina, incluida una que habría existido hace unos 4 mil millones de años, y descubrieron que no solo la antigua proteína funcionaba en las células, sino que cuando estas bacterias estaban expuestas a el bacteriófago T7, se defendieron de la infección viral.
“Esta es una estrategia interesante que impide la propagación del virus” el bioquímico Reinhard Sterner de la Universidad de Ratisbona en Alemania le dijo a The Scientist. «Podría ser un nuevo modo de resistencia viral, lo cual es genial».
El proyecto comenzó a partir de un interés en las plantas. Concretamente, Asunción Delgado y sus colegas de la Universidad de Granada sabían que las proteínas de las plantas que ayudan a la replicación viral no han evolucionado tanto…
La tiorredoxina era un buen sujeto de prueba: se encuentra en todos los organismos modernos y es esencial tanto para los huéspedes como para los virus invasores. En el nuevo estudio, Delgago y sus colegas estudiaron las secuencias genéticas de una variedad de organismos microbianos, rastrearon su ascendencia e identificaron las secuencias de las tiorredoxinas antiguas, que datan de hace entre 1500 y 4000 millones de años.
Versiones antiguas de la proteína tiorredoxina (círculos verdes) no permiten que el ADN viral se replique, pero las versiones más modernas (círculos rojos) sí lo hacen. DELGADO ET AL. En E. coli, la tiorredoxina hace circular electrones para mantener en marcha reacciones químicas vitales. Cuando el equipo reemplazó el gen moderno de la tiorredoxina en E. coli con secuencias antiguas, las proteínas resultantes también movieron electrones, con diversos grados de éxito. La versión más antigua no funcionó tan bien como las más recientes; pero el hecho de que se remonta al origen de la vida misma y aún conserva la E. coli con vida fue sorprendente, dijo el químico José Sánchez-Ruiz, autor principal del artículo, en una entrevista.
El equipo luego mezcló la E. coli con el bacteriófago T7, que normalmente recluta tiorredoxina en bacterias para ayudar en la replicación del ADN. El virus insertó su ADN en la bacteria sin ningún problema. Pero, cuando el virus fue a reclutar tiorredoxina para sus propios fines, eso fue un problema, dijo Sánchez-Ruiz. Las tiorredoxinas que tenían aproximadamente 2.500 millones de años o más no podían ser utilizadas por el virus para la replicación del ADN. El equipo también probó el experimento con la forma humana de tiorredoxina, que también impidió que el virus se replicara.
El intercambio de una proteína esencial tanto para el organismo huésped como para el virus que infecta a ese organismo podría conferir resistencia viral. La estrategia podría aplicarse para aumentar la resistencia de las plantas a los virus, dijo Sánchez-Ruiz.
Un gran obstáculo [para implementar proteínas antiguas en los cultivos] que debe superarse es que las partes de la proteína que no no interactúan con el patógeno evolucionan, aunque más lentamente que las partes asociadas con el patógeno, escribió Michael Harms, biofísico evolutivo de la Universidad de Oregón, en un correo electrónico a The Scientist. Como resultado, las proteínas ancestrales no necesariamente reemplazan directamente a sus contrapartes modernas.
Harms explicó que en las plantas comerciales, la tasa de crecimiento, el sabor, el color y una serie de otros rasgos son importantes. Un gen ancestral podría comprometer uno de los muchos rasgos deseados, aunque podría proteger contra la infección. Debido a esto, sospecho que las proteínas ancestrales pueden ser un punto de partida para diseñar plantas más resistentes en lugar de una solución independiente y llave en mano.
A. Delgado et al., Uso de proteínas provirales ancestrales resucitadas para diseñar resistencia a virus. Cell Reports, doi:10.1016/j.celrep.2017.04.037, 2017.
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