Jueves, 08 Abril 2021 16:49

La estructura de un adenovirus de lagarto ilustra el papel de los virus como actores principales en la evolución de la vida

Diferencias entre las cápsidas de un adenovirus humano (izquierda) y de lagarto (derecha) donde se observan la proteína IX y LH3 respectivamente (oro). Diferencias entre las cápsidas de un adenovirus humano (izquierda) y de lagarto (derecha) donde se observan la proteína IX y LH3 respectivamente (oro). Carmen San Martín, CNB-CSIC

• Investigadores del CNB-CSIC y la UAM utilizan crio-microscopía electrónica para resolver la estructura a alta resolución de un adenovirus que infecta lagartos

• La combinación de los datos estructurales con análisis de secuencia muestra cómo en el pasado uno de estos virus adquirió un gen a partir de una bacteria y lo utilizó para fabricar una proteína que hace su cápsida más estable

• A lo largo de la evolución, los adenovirus pasaron a infectar mamíferos y la función del gen cambió una vez más, para convertirse en una oncoproteína capaz de alterar los ciclos de división de las células que infectan

Una investigación internacional liderada por investigadoras del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y publicada en la revista Science Advances, resuelve por primera vez la estructura de un atadenovirus, un tipo de adenovirus que infecta lagartos. Las únicas estructuras de adenovirus conocidas hasta ahora pertenecían a adenovirus que infectan mamíferos, aunque existen más de 200 adenovirus que pueden infectar otras especies y que tendrían un potencial uso clínico como vectores alternativos en el desarrollo de vacunas o tratamientos para terapia génica.

Esta nueva estructura viral de alta resolución, resuelta por el grupo de Carmen San Martín en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), muestra una importante diferencia en la superficie de la cápsida del atadenovirus: una proteína llamada LH3 que no existe en el adenovirus humano, pero cuya estructura de anclaje a la cápside es idéntica a la de la proteína IX del adenovirus humano, a pesar de que ambas proteínas tienen una secuencia completamente diferente. Para San Martín, “que ambos virus evolucionen para conservar una estructura concreta revela la importancia de esa estructura para la formación y mantenimiento global de la cápsida, y por tanto la supervivencia del virus”. “Además, hay otra parte de LH3 que se parece a la proteína E1B-55K de los adenovirus humanos, que no forma parte de la cápsida, sino que interfiere con el ciclo de división celular”.

En colaboración con Instituto Pasteur en Francia han analizado la evolución viral y se ha observado que esto se debe a una duplicación ancestral del gen de LH3 y una posterior evolución diferencial. “Estos resultados indican que un ancestro común de adenovirus de reptiles y de mamíferos adquirió el gen LH3 a partir de bacterias o bacteriófagos, cuando probablemente coincidieron en el mismo entorno (por ejemplo, el intestino de un animal)” indica Gabriela Condezo, investigadora del CNB-CSIC participante en el trabajo. “Más tarde, el gen se duplicó, y cada una de las dos copias evolucionó independientemente, hasta llegar a lo que vemos hoy en día en adenovirus humanos. Una de las copias cambió drásticamente y conservó sólo la pequeña parte que le permite anclarse a la cápsida, convirtiéndose en la proteína IX. La otra en cambio, perdió la parte de anclaje a la cápsida, dejó de formar parte de la partícula viral, y se convirtió nada menos que en una oncoproteína”.

Para Roberto Marabini, investigador de la Universidad Autónoma de Madrid, “estos datos permiten ver una pequeña parte de la historia evolutiva de los adenovirus, que probablemente fueron cambiando a medida que los organismos hospedadores iban evolucionando también. Además, nos muestran cómo los virus reutilizan y transforman genes de otros organismos, generando nuevas funciones para las proteínas durante la evolución”.

Conocer la estructura y función de adenovirus no humanos es relevante en el contexto de salud global, ya que son patógenos de animales con importancia económica (aves, rumiantes) o ecológica (reptiles, anfibios). Además, tienen un gran potencial como herramientas terapéuticas alternativas a los adenovirus humanos, para los que gran parte de la población general ya tiene respuesta inmune, lo que hace que sean poco eficaces como medicamentos porque tienen muy poco recorrido en nuestro organismo. Por eso algunas de las vacunas contra SARS-CoV-2 usan adenovirus de chimpancé, por ejemplo.

Más información

Near Atomic Structure of an Atadenovirus Reveals a Conserved Capsid-Binding Motif and Intergenera Variations in Cementing Proteins. Marabini R, Condezo GN, Krupovic M, Menéndez-Conejero R, Gómez-Blanco J, and San Martín C. Science Advances 2021, 7 (14): eabe6008 DOI: 10.1126/sciadv.abe6008

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