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| Esta imagen coloreada de un microscopio electrónico de transmisión muestra un virus satélite recién descubierto unido a su virus ayudante. Esta investigación representa la primera vez que los científicos observan un virus unido a otro. De los 50 virus ayudantes observados, 40 tenían un satélite unido. El análisis bioinformático de los genomas de los virus satélite y ayudante proporciona pistas sobre por qué el satélite puede haber evolucionado para unirse al ayudante, y sugiere que este par puede haber estado coevolucionando durante unos 100 millones de años. Crédito: Tagide deCarvalho |
Ciertos virus -conocidos como satélites- necesitan a su organismo huésped para terminar su ciclo vital, mientras que otros virus -conocidos como ayudantes- también dependen de él. El virus satélite necesita la ayuda para crear su cápside, una envoltura protectora para su material genético, o para facilitar la replicación del ADN. Hasta ahora no se había documentado ningún caso en el que un satélite se uniera físicamente a un ayudante. En cambio, estas interacciones virales requieren que el satélite y el ayudante estén cerca el uno del otro, aunque sólo sea momentáneamente.
Por primera vez, un equipo de la UMBC y sus colegas de la Universidad de Washington en San Luis (WashU) han observado que un bacteriófago satélite se une regularmente a un bacteriófago ayudante en el "cuello" del virus, donde la cápside se une a la cola.
La investigación comenzó como un semestre normal en el programa SEA-PHAGES, un plan de estudios de investigación en el que los estudiantes reciben muestras ambientales, separan los bacteriófagos, los envían para su secuenciación y analizan los resultados utilizando herramientas bioinformáticas. El viaje comenzó cuando el laboratorio de secuenciación de la Universidad de Pittsburgh descubrió contaminación en la muestra de la UMBC que supuestamente contenía el virus MindFlayer.
La muestra incluía una secuencia grande y otra pequeña, que no se correspondían con nada conocido. El equipo repitió el aislamiento, lo envió a secuenciar y obtuvo resultados idénticos.
Los científicos utilizaron microscopía electrónica para capturar imágenes, en las que el 80% (40 de 50) de los ayudantes tenían un satélite unido al cuello. Algunos individuos carecían de zarcillos satélites residuales en el cuello. Tenían el aspecto de "marcas de mordiscos".
Tagide deCarvalho, subdirectora de las instalaciones centrales de la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas y primera autora del nuevo trabajo, dijo: "Cuando lo vi, me quedé como 'no me lo puedo creer'. Nadie había visto nunca que un bacteriófago -o cualquier otro virus- se uniera a otro virus".
Tras las primeras observaciones, los científicos examinaron los genomas del satélite, el ayudante y el huésped, lo que proporcionó más información sobre esta relación vírica hasta entonces no identificada. Una vez dentro de la célula, la mayoría de los virus satélite tienen un gen que les permite fusionarse con el material genético de la célula huésped. Esto hace posible que el satélite procrea la próxima vez que un asistente entra en la célula. Cuando la célula huésped se divide, duplica tanto su propio ADN como el del satélite.
La muestra de bacteriófago de WashU contenía un ayudante y un satélite. A diferencia de otros sistemas satélite-ayudante observados anteriormente, el satélite de WashU contiene un gen de integración y no se une directamente a su ayudante.
Pero el satélite de la muestra de la UMBC -denominado MiniFlayer por los estudiantes que lo aislaron- es el primer caso de satélite que carece de gen de integración que se conoce en la actualidad. Su supervivencia depende de que permanezca cerca de su ayudante, MindFlayer, cada vez que entra en una célula huésped, ya que es incapaz de integrarse en el ADN de la célula huésped.
Ivan Erill, catedrático de Ciencias Biológicas, afirmó: "Adherirse ahora tenía todo el sentido porque, de lo contrario, ¿cómo va a garantizar que va a entrar en la célula al mismo tiempo?".
Otras investigaciones bioinformáticas demostraron la coevolución a largo plazo de MindFlayer y MiniFlayer. Es posible que aún queden muchos más ejemplos de este tipo de asociación por encontrar, ya que este satélite ha estado sintonizando y optimizando su genoma para asociarse con el ayudante durante al menos 100 millones de años.
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