Rompiendo un principio central de la biología, los investigadores de la Universidad de California en San Diego y sus colegas han descubierto evidencia de un nuevo camino de evolución, y con ello una comprensión más profunda de la rapidez con que organismos como los virus pueden adaptarse a su entorno.
Describiendo sus hallazgos en la edición del 30 de marzo de la revista ciencia , los biólogos de la Universidad de California en San Diego realizaron una serie de experimentos con un virus bacteriano y descubrieron que podía infectar a los huéspedes "normales", como se esperaba, pero también, a través de un proceso nunca antes visto en la evolución, adquirieron la capacidad de infectar a un nuevo huéspedLos investigadores dicen que sus hallazgos, que abordan misterios de larga data sobre cómo los genes adquieren nuevas funciones y cómo surgen las mutaciones para facilitar la transmisión de un huésped a otro, podrían aplicarse a investigaciones de enfermedades virales como el Zika, el Ébola y la gripe aviar.
"Esta investigación nos muestra que los virus son mucho más adaptables de lo anticipado", dijo Justin Meyer, profesor asistente de Ciencias Biológicas de la Universidad de California en San Diego y autor principal del artículo. "Al aprender cómo los virus logran flexibilidad evolutiva, tenemos una nueva visión decómo establecer obstáculos para detener la aparición de nuevas enfermedades "
Los virus infectan al unirse a los receptores moleculares en la superficie de las células. Estos receptores son los "bloqueos" que los virus deben abrir para ingresar a las células. Las "claves" de los bloqueos son proteínas virales llamadas proteínas de reconocimiento del huésped. Investigadores que trabajan enEsta área se ha centrado en cómo las mutaciones alteran estas claves de proteínas y qué cambios les permiten acceder a nuevas cerraduras. Los científicos han sabido durante años que los virus pueden obtener nuevas claves con relativamente pocas mutaciones, pero no han resuelto los misterios de cómo estas mutaciones primeroAparecer.
Esta pregunta condujo a un esfuerzo de colaboración con investigadores de UC San Diego, el Instituto de Ciencias de la Vida de la Tierra en Tokio y la Universidad de Yale.
Katherine Petrie en el laboratorio de Meyer dirigió los experimentos del proyecto sobre lambda, un virus que infecta bacterias pero no humanos y permite una amplia flexibilidad en las pruebas de laboratorio. Los investigadores descubrieron que lambda supera el desafío de usar un nuevo receptor al violar una regla bien aceptadade biología molecular a través de la cual la información genética se traduce en una proteína, la molécula que forma células vivas y virus.
Petrie y sus colegas descubrieron que un solo gen a veces produce múltiples proteínas diferentes. El virus lambda desarrolló una secuencia de proteínas que era propensa a la inestabilidad estructural que resulta en la creación de al menos dos proteínas diferentes de reconocimiento del huésped. Afortunadamente para el virus:pero no su huésped: estos diferentes tipos de proteínas pueden explotar diferentes bloqueos.
"Pudimos capturar este proceso evolutivo en acción", dijo Petrie, el autor principal del estudio. "Encontramos que los 'errores' de la proteína permitieron que el virus infecte a su huésped normal, así como a diferentes células huésped".Esta variación no genética en la proteína es una forma de acceder a más funciones desde una sola secuencia de genes de ADN. Es como un especial de comprar una para obtener una gratis para la proteína ".
Los investigadores ahora buscan más ejemplos de su fenómeno evolutivo recientemente descubierto y buscan evidencia de cuán común es. También se están moviendo hacia abajo para escalar los detalles de la nueva vía para enfocarse en los procesos de las moléculas individuales.
"Esta es una adaptación muy atípica, ya que es una innovación evolutiva", dijo Meyer.
Además de Petrie y Meyer, los coautores del estudio incluyen a Nathan Palmer, Daniel Johnson, Sarah Medina, Stephanie Yan y Victor Li de UC San Diego y Alita Burmeister de la Universidad de Yale. El financiamiento para la investigación fue proporcionado por Earth-Life ScienceInstitute Origins Network financiado por la John Templeton Foundation y la National Science Foundation.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Mario Aguilera. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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