Durante millones de años, los seres humanos y los virus se han involucrado en un tira y afloja constante:a medida que nuestras células evolucionan nuevas formas de defendernos de nuestros enemigos virales, estos patógenos, a su vez, adquieren nuevos rasgos para eludir esas defensas.

Ahora, Los científicos han descubierto que una similitud clave entre nuestros genes y los de muchos virus (una forma de deletrear el código genético) probablemente ha permitido que los virus eludan nuestras defensas celulares. Paul Bieniasz, un profesor de Rockefeller e investigador del Instituto Médico Howard Hughes que dirigió el trabajo, dice que comenzó como un esfuerzo por comprender cómo el genoma viral afecta la potencia infecciosa del VIH, el virus que causa el SIDA.

Reportado en Naturaleza , Los recientes hallazgos de su laboratorio ofrecen información sobre nuestros mecanismos de defensa celular, y sugerir nuevas vías para el desarrollo de vacunas.

Sorpresivamente suficiente, todo se reduce a una cuestión de ortografía.

Hay un puñado de palabras en el idioma inglés cuya ortografía puede variar sin cambiar su significado:color y color, por ejemplo, o viajero y viajero. Nuestro genoma no es diferente:hay muchas formas diferentes de deletrear el código molecular que compone nuestros genes sin cambiar las proteínas que producen esos genes. Pero Bieniasz y sus colegas encontraron que para el VIH y otros virus, ciertas grafías, o variantes específicas en el código genético, son fundamentales para la replicación e infección viral.

Dos letras adyacentes, perdido en la evolución

Todos los genomas son cadenas de pequeñas moléculas, conocidas como bases, que están representados por letras como C, GRAMO, y A. Encadena esas letras en un orden particular, y deletrean una palabra, o gen, que produce una proteína en particular. Al tratar de identificar partes del genoma del VIH que permiten la infección, los investigadores generaron versiones mutantes del virus. Pero en lugar de cambiar las proteínas explicadas a través de sus letras genéticas, introdujeron grafías alternativas para los genes, manteniendo las proteínas sin cambios.

El equipo de investigación descubrió que algunos de estos mutantes virales no podían crecer ni replicarse. "Intuitivamente, esto es inesperado, porque todas las proteínas, los caballos de batalla del virus, son exactamente iguales, "Bieniasz explica.

Los virus mutantes defectuosos tenían una cosa en común, sin embargo:todos contenían múltiples instancias de una secuencia particular de dos letras:CG.

Esa secuencia de dos letras no parece una ocurrencia terriblemente improbable. Solo hay cuatro letras en el código genético, por lo que la probabilidad de encontrar dos letras juntas es alta:1 de cada 16, para ser exacto. Y todavía, por una extraña coincidencia de evolución, la secuencia CG es rara en el ADN humano. Cuando se colocan uno al lado del otro, la letra C se puede modificar en una reacción química que finalmente conduce a su reemplazo por una letra diferente.

"Debido a esta pérdida evolutiva, el genoma humano ahora tiene aproximadamente un 80 por ciento menos de secuencias CG de lo que esperaríamos por casualidad, "explicó el estudiante graduado Matthew A. Takata, autor principal del nuevo artículo.

Una diana para el sistema inmunológico

Los humanos no somos los únicos que carecen de secuencias CG:el VIH normal y muchos otros virus también carecen de ellas. pero por diferentes razones. "Muchos genomas virales no pueden pasar por el mismo proceso de modificación química que han experimentado los genomas de vertebrados como el nuestro, Bieniasz dijo. "Esto nos llevó a preguntar:¿Cómo y por qué el VIH y otros virus perdieron sus secuencias CG?"

Los investigadores plantearon la hipótesis de que podría existir un sistema de vigilancia celular para identificar y destruir secuencias CG, previniendo así la infección viral. Bieniasz, Takata, y el equipo de investigación aprovechó la novedosa tecnología de edición de genes para buscar proteínas que pudieran servir como mecanismo de defensa. Descubrieron que en las células humanas, una proteína antiviral llamada "ZAP" (proteína antiviral de dedo de zinc) puede reconocer moléculas que tienen muchas secuencias CG. ZAP se une a las secuencias, identificándolos como la marca de un invasor extranjero. Luego, estos genomas virales se destruyen.

Los resultados ofrecen información sobre qué causó que el VIH y otros virus perdieran sus secuencias CG con el tiempo. Es probable que estos virus se hayan adaptado a los mecanismos de defensa de los mamíferos, evolucionando para eliminar las secuencias CG y evitar la vigilancia de ZAP.

Aunque muchos virus animales como el VIH contienen pocas secuencias CG, y, por lo tanto, no te dejes destruir por ZAP, los investigadores especulan que la proteína todavía sirve para protegernos contra otros patógenos. "Su actividad permite a las células reconocer a los invasores extraños como 'no propios, '"Dice Bieniasz, "y puede proporcionar defensa contra virus de otras especies, como insectos que pican, cuyos genomas todavía tienen un gran número de secuencias CG ".

Prácticamente, el descubrimiento puede ser útil para desarrollar a los debilitados, o atenuado, virus que se utilizan a menudo para fabricar vacunas. Mediante la ingeniería genética de un virus para que contenga un mayor número de secuencias CG, los investigadores podrían potencialmente llegar a una versión que induciría al sistema inmunológico de las personas a producir inmunidad contra el patógeno sin realmente enfermarlos.

"Recodificar un virus con muchas secuencias CG adicionales, "dice Takata, "es probable que sea eficaz, forma ajustable y en gran medida irreversible de atenuarlo, haciendo que el desarrollo de vacunas sea más rápido y seguro ".