Los virus ARN, entre los que se encuentran muchos patógenos para humanos, animales y plantas, replican sus genomas en membranas del interior de las células. En estas membranas los virus reclutan factores celulares que participan en el ensamblaje y actividades de los complejos replicativos. Estos agregados macromoleculares, que suelen ensamblarse en vesículas con aperturas al citosol o “esférulas”, se encargan de fabricar múltiples copias del genoma viral que se incorporarán posteriormente en las nuevas partículas virales infectivas. Aunque se han identificado numerosos factores necesarios para el ensamblaje funcional de los orgánulos de replicación viral se desconoce la función exacta de la mayoría de ellos.
En colaboración con investigadores de la Universidad de Kentucky en los Estados Unidos, el laboratorio del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) dirigido por Cristina Risco han encontrado evidencias de una función inesperada y sorprendente que desempeña la proteína celular Vps4 en la replicación de un virus ARN perteneciente a la familia de los Tombusvirus, patógenos que infectan plantas y que causan importantes pérdidas en cosechas.
Vps4 es un componente de las proteínas celulares ESCRT y de la familia de las ATPasas AAA+ que usan ATP para remodelar estructuras macromoleculares en las células. Vps4 participa en una variedad de procesos biológicos como por ejemplo la fusión de membranas para la formación de vesículas. Utilizando nuevas técnicas de imagen en microscopía electrónica y según acaban de publicar en la revista PLoS Pathogens, los autores han demostrado que Vps4 participa en la estabilización del poro o cuello de las esférulas a través del cual se produce el intercambio de materiales con el citosol. Esta apertura controlada es necesaria para que el complejo replicativo desempeñe sus funciones y para que el ARN viral quede protegido de la degradación por nucleasas.
A diferencia de lo que ocurre en los procesos celulares habituales en los que participa, Vps4 se incorpora de manera estable en las vesículas virales o esférulas y pasa a formar parte del complejo replicativo. De hecho cuando Vps4 no está presente se forman esférulas totalmente abiertas, sin constricción o cuello y en las que el ARN viral de nueva síntesis está desprotegido. Los autores proponen que Vps4 y otras proteínas ESCRT son indispensables para la deformación de las membranas y el ensamblaje de los complejos replicativos de Tombusvirus. Es muy probable que otros virus de plantas y animales que transforman membranas celulares para construir esférulas también utilicen estas proteínas para ensamblar sus replicasas y proteger sus genomas recién sintetizados.
- Barajas D, Martín IFdC, Pogany J, Risco C, Nagy PD. Noncanonical role for the host Vps4 AAA+ ATPase ESCRT protein in the formation of Tomato bushy stunt virus replicase. PLoS Pathog. 2014; 10(4): e1004087.