Un pequeño virus que puede picar como una araña viuda negra.
Ese es uno de los descubrimientos sorpresa realizados por un par de biólogos de Vanderbilt cuando secuenciaron el genoma de un virus que ataca a Wolbachia, un parásito bacteriano que ha infectado con éxito no solo a las arañas viudas negras sino a más de la mitad de todas las especies de artrópodos, queincluyen insectos, arañas y crustáceos.
"Descubrir el ADN relacionado con el gen de la toxina de la araña viuda negra fue una sorpresa total porque es la primera vez que se descubre un fago, un virus que infecta a las bacterias, que transporta ADN similar a los animales", dijo el profesor asociado deCiencias Biológicas Seth Bordenstein. Él y la Especialista de Investigación Senior Sarah Bordenstein informaron los resultados de su estudio en un documento titulado "Módulo de asociación eucariota en genomas de fagos WO de Wolbachia" publicado el 11 de octubre en la revista Nature Communications.
Normalmente, los fagos, como el fago WO que estudiaron, llevan genes especializados que se abren y derrotan las defensas de las células bacterianas procariotas a las que se dirigen. Pero en este caso, "la porción de ADN relacionada con el gen de la toxina araña viuda negra esintacto y extendido en el fago ", dijo Bordenstein." También hay evidencia de que el fago produce toxinas insecticidas, pero aún no estamos seguros de cómo se utilizan y administran ".
Los científicos también descubrieron que WO comparte una serie de otros segmentos de ADN con genomas animales. Estos incluyen una secuencia que las células eucariotas encontradas en animales usan para detectar patógenos, lo que también está involucrado en desencadenar la muerte celular. Además, hubovarios genes que usan las células para evadir las respuestas inmunitarias. "Estas secuencias son más típicas de los virus eucariotas, no de los fagos", comentó Bordenstein.
Él especuló que la razón por la cual WO es excepcional a este respecto se debe a la historia de vida de su objetivo. Una vez que Wolbachia infecta un artrópodo huésped, se envuelve en una capa de la membrana del artrópodo. Como resultado, el fago tiene que forzarse abre paso a través de estas membranas eucariotas para entrar o escapar.
"Sospechamos que crea poros en las membranas de las células de artrópodos que rodean a Wolbachia, lo que permite que el fago supere las membranas bacterianas y de artrópodos que lo rodean. Esa es la forma en que utiliza algunas de estas proteínas", dijo.
Sus esfuerzos de secuenciación y bioinformática también permitieron que los Bordensteins identificaran las secuencias genéticas que el fago WO usa para insertar su genoma en el cromosoma de Wolbachia. Esta información puede proporcionar un juego de herramientas básico que puede usarse para modificar genéticamente la bacteria.
Esta capacidad podría usarse para mejorar los esfuerzos en curso que utilizan Wolbachia para combatir el dengue y el virus del Zika. Resulta que Wolbachia evita que estos virus se reproduzcan en los mosquitos Aedes aegypti que los propagan. Infectar y propagar mosquitos con Wolbachia se ha implementado con éxito.probado en Australia, Brasil, Columbia, Indonesia y Vietnam.
El uso del parásito bacteriano tiene dos ventajas potenciales en comparación con otros enfoques: no depende de productos químicos tóxicos y, una vez que se introduce, las bacterias se propagan rápidamente a través de la población de mosquitos y se mantienen a sí mismas.
"La capacidad de diseñar genéticamente Wolbachia podría conducir a la inserción de genes que causan que la bacteria produzca rasgos que aumenten la efectividad del uso de Wolbachia contra el dengue y los virus del Zika. También podría usarse para combatir otras plagas agrícolas", dijo el biólogo.
Bordenstein comenzó a estudiar el WO hace 15 años porque tenía curiosidad acerca de cómo un virus así sobrevive y florece en una bacteria simbiótica como Wolbachiat que tiene un genoma muy pequeño ". En ese momento, algunos de mis colegas me preguntaron por qué estaba estudiando un virus de este tipo.tema oscuro ", recordó.
Hace varios años, Bordenstein y sus colegas sintieron que habían respondido las principales preguntas científicas relacionadas con el fago, pero decidieron secuenciar su genoma en aras de la integridad. No tenían idea de que su análisis produciría información que proporcione nuevos conocimientos sobre virologíay posiblemente podría ayudar a los esfuerzos para reducir o erradicar una serie de enfermedades que han afectado a los humanos durante milenios.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Vanderbilt . Original escrito por David Salisbury. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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