Los virus son pequeños invasores que causan una amplia gama de enfermedades, desde la rabia hasta el virus de la marchitez del tomate y, más recientemente, el COVID-19 en humanos. Pero los virus pueden hacer más que provocar enfermedades, y no todos los virus son pequeños. Los virus grandes, especialmente los que pertenecen a la familia de virus nucleocitoplasmáticos de ADN grande, pueden integrar su genoma en el de su huésped, cambiando drásticamente la composición genética de ese organismo. Esta familia de virus de ADN, también conocida como virus gigantes, se conoce en los círculos científicos desde hace bastante tiempo, pero hasta ahora ha sido un misterio hasta qué punto afectan a los organismos eucariotas.
«Los virus juegan un papel central en la evolución de la vida en la Tierra. Una forma en que dan forma a la evolución de la vida celular es a través de un proceso llamado endogenización, con el que introducen nuevo material genómico en sus huéspedes. Cuando un virus gigante se endogeniza en el genoma de un alga huésped, crea una enorme cantidad de materia prima con la que trabajar la evolución«, comenta Frank Aylward, profesor asistente en el Departamento de Ciencias Biológicas del Virginia Tech College of Science y afiliado del Global Change Center, ubicado en el Instituto Fralin de Ciencias de la Vida.
Mohammad ‘Monir’ Moniruzzaman, investigador postdoctoral en el laboratorio de Aylward, estudia los elementos virales endógenos, que son fragmentos o secuencias completas de ADN viral crudo que se han insertado en el genoma del huésped infectado.
Juntos, Aylward y Moniruzzaman han descubierto recientemente que los elementos virales endógenos que se originan a partir de virus gigantes son mucho más comunes en las algas verdes clorófitas de lo que se pensaba. Sus hallazgos se publicaron recientemente en Nature.
Las algas clorófitas son parientes cercanos de las plantas terrestres, y el estudio de sus interacciones con virus gigantes puede arrojar algo de luz sobre el papel que desempeñaron los virus durante la evolución temprana de las plantas.
Las clorófitas, un grupo de algas verdes, son un grupo importante de organismos fotosintéticos que se encuentran en la base de la cadena alimentaria en muchos ecosistemas y producen cantidades masivas de alimentos y oxígeno en todo el planeta. Las clorófitas prosperan en nuestros lagos y estanques, y su dinámica con virus gigantes, así como su historia evolutiva única, fueron fundamentales para la investigación de Aylward y Moniruzzaman.
«Ahora sabemos que los elementos virales endógenos son comunes entre las clorófitas, lo que hace pensar que las plantas también podrían interactuar con estos virus gigantes. Hay algunos datos que sugieren que algunas plantas primigenias, como el musgo y los helechos, experimentaron estos eventos de endogeneización durante la línea de tiempo evolutiva. Pero no estamos exactamente seguros del alcance de este fenómeno en otras plantas tempranas«, afirma Moniruzzaman, el primer autor del artículo publicado.
Para obtener más información sobre la prevalencia de elementos virales endógenos en las algas, Moniruzzaman y Aylward realizaron un análisis bioinformático de los genomas secuenciados de diferentes grupos de algas. Descubrieron que 24 de los 65 genomas que se analizaron tenían algún tipo de firmas virales en sus genomas, que se originaban a partir de la endogenización repetida de distintos virus. En un organismo de algas, Tetrabaena socialis, los investigadores encontraron que alrededor del 10% de sus genes se originó a partir de un virus en la gran familia de virus nucleocitoplasmáticos de ADN grande.
Aunque la endogenización de los virus se ha estudiado bien, los estudios se han limitado principalmente a virus de ARN pequeño, como el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), el retrovirus responsable de causar el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA).
El estudio de Aylward y Moniruzzaman es uno de los primeros en poner de relieve los grandes virus de ADN eucariótico, lo que marca un cambio importante en este campo de estudio.
«Estos grandes elementos virales endógenos son mucho más comunes de lo que se pensaba anteriormente. Ahora que tenemos un análisis sistemático, otros investigadores realmente van a empezar a prestarles atención. Este estudio muestra que los elementos virales endógenos son bastante comunes, por lo que posiblemente son un mecanismo común de la evolución del genoma. Creo que estos resultados ampliarán nuestra visión sobre el papel de los virus gigantes como meros agentes de la mortalidad del huésped a jugadores importantes en la evolución del genoma del huésped«, asegura Moniruzzaman.
Ahora que Moniruzzaman y Aylward han confirmado que la endogeneización está ocurriendo en virus más grandes, se preguntan qué condiciones están causando que estos virus inyecten firmas virales en las algas verdes en primer lugar, y por qué los huéspedes no muestran signos de rechazarlas.
«No sabemos cuál es el mecanismo o cómo se mantiene el ADN, pero es posible que la endogeneización sea un proceso aleatorio, casi accidental. Y una vez que el ADN viral se endogeniza, puede alterar la dinámica evolutiva del huésped y podría influir aún más en la evolución de ese linaje«, comenta Aylward.
La idea de que existe una relación potencialmente beneficiosa entre el huésped y su virus es de particular interés para Moniruzzaman.
«Puede haber una razón de por qué el anfitrión mantiene estos genomas virales dentro. No es que estos genes virales estén causando que los anfitriones no tengan éxito vital o no puedan sobrevivir en el medio ambiente. Así que esa es la cuestión: ¿son los elementos virales endógenos beneficiosos para el anfitrión? ¿Y cómo están entrando y permanecen allí?«, se cuestiona Moniruzzaman.
Fuente: Nature.
