Una nueva investigación, dirigida por científicos de la Universidad Estatal de Washington, sobre cómo las proteínas virales interactúan y pueden desactivarse promete ayudar a las plantas a defenderse contra los virus y, en última instancia, prevenir pérdidas de cultivos.
por la Universidad Estatal de Washington
El estudio publicado en Frontiers in Plant Science encontró que las proteínas virales interactúan entre sí para ayudar a un virus a secuestrar su planta huésped y completar su ciclo de vida. Cuando se deshabilitaron algunas de estas proteínas virales, los investigadores descubrieron que el virus no podía moverse de una célula a otra. Estas proteínas también cumplen una doble función, induciendo enfermedades también.
«Estas proteínas supresoras de silenciamiento interactúan entre sí en un baile cerrado sin interrupciones y altamente coordinado para ayudar al virus a superar la defensa del huésped», dijo el virólogo de WSU, Hanu Pappu, autor principal del artículo.
La información sobre la dinámica de estas interacciones podría proporcionar pistas para bloquearlas, agregó Pappu.
«Estamos utilizando enfoques de edición del genoma para hacer exactamente eso», dijo. «Cuanto más entendamos acerca de cómo estos virus derriban los ‘escudos’ defensivos y causan enfermedades, más posibilidades tenemos de salvar las plantas de los invasores virales».
Una carrera armamentista silenciosa y tras bambalinas entre las plantas y los virus que se aprovechan de ellas ha estado ocurriendo durante millones de años. Las enfermedades virales cuestan más de mil millones de dólares en pérdidas anuales para los cultivos de alimentos, piensos y fibras en todo el mundo, según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO).
Las plantas han desarrollado un sistema de defensa sofisticado para protegerse de la infección, que involucra eventos celulares altamente coreografiados que son desencadenados por un ataque viral, dijo Pappu. Las plantas usan una defensa molecular llamada interferencia de ARN, RNAi para abreviar, que corta el ácido nucleico viral entrante, evitando que el virus se apodere de las células huésped . Los virus, a su vez, evolucionaron y produjeron moléculas llamadas «proteínas supresoras de silenciamiento» que pueden desactivar las defensas de ARNi de sus huéspedes.
«La Federación contra los Klingon de Star Trek se está desarrollando en la vida real», dijo Pappu. «Cuando la planta detecta el ataque de un virus, sus ‘escudos’ se levantan. Los virus están encontrando formas de bajar los escudos o deslizarse a través de ellos y eventualmente apoderarse de la planta».
Pappu, presidente de Chuey Endowed y profesor distinguido Samuel H. Smith en el Departamento de Patología de Plantas de WSU, estudia las proteínas virales que suprimen o evaden las defensas de las plantas y, en última instancia, idean formas de ayudar a las plantas a repeler los patógenos. Él y su equipo han estado estudiando un grupo de patógenos llamados geminivirus, que se encuentran entre los virus más destructores de cultivos en muchas partes del mundo.
El autor principal, Ying Zhai, investigador asociado de WSU, se propuso identificar qué proteínas virales están suprimiendo las defensas y comprender cómo estas moléculas interactúan con otras proteínas virales tras la infección. Trabajando con Anirban Roy y su equipo en el Instituto de Investigación Agrícola de la India, examinó un geminivirus específico y dañino, el virus del mosaico de la vena amarilla de Croton. Ying y Roy aprendieron dónde se encuentra el supresor de silenciamiento viral dentro de las células, cómo interactúa con las células y provoca síntomas, y cómo ayuda al virus a moverse de una célula a otra.
Usando una técnica llamada microscopía confocal , que enfoca un haz de luz ajustado en un área objetivo pequeña, el coautor Dan Mullendore del Centro de Microscopía e Imagen Franceschi de WSU estudió proteínas virales individuales y dónde se localizan dentro de las células huésped.
Si bien la mayoría de los virus producen una proteína con una función específica para derrotar a su huésped, Zhai y Roy descubrieron que este geminivirus contenía no solo una, sino cuatro proteínas diferentes que participan en la reducción de las defensas de las plantas. Usando métodos moleculares y microscópicos altamente sensibles, descubrieron que estas proteínas virales interactuaban para ayudar al virus. Cuando algunos estaban desactivados, el virus no podía propagarse en la planta.
