Cuando los virus infectan las células del cuerpo, esas células enfrentan un problema difícil. ¿Cómo pueden destruir virus sin hacerse daño a sí mismos? Los científicos de la Universidad de Utah Health han encontrado una respuesta al visualizar una pequeña máquina celular que corta el material genético de los virus en pedazos. Su investigación muestra cómo la máquina detecta a los intrusos y los procesa para destruirlos para proteger las células y prevenir la propagación de la infección.

"La lucha contra los virus es fundamental para la supervivencia, "dice Brenda Bass, Doctor., profesor distinguido de Bioquímica en la U of U Health que codirigió el estudio con el profesor asistente Peter Shen, Doctor. "Es fascinante ver cómo ha evolucionado la biología para resolver este problema". Sus hallazgos se publicarán en línea en la revista. Ciencias el 21 de diciembre.

Bajo, Shen y sus colegas examinaron una de esas máquinas especializadas, una proteína de la mosca común de la fruta, Drosophila melanogaster . Ahora que los científicos saben cómo funciona la proteína de la mosca, pueden usar algunos de los mismos trucos para vencer los virus que causan enfermedades humanas.

A primera vista, la proteína en forma de "L", acertadamente llamado Dicer, no parece nada especial. Pero ponlo al lado de virus, y sus propiedades de machete cobran vida. Los virus propagan la infección al replicar y copiar su material genómico dentro de la célula, y durante este proceso fabricar ARN bicatenario (dsRNA). Dicer libera la celda del intruso infractor agarrando el dsRNA en forma de cuerda, cortándolo en pedazos mientras lo enrolla.

Una pequeña diferencia entre el ARNdc viral y celular es responsable de revelar el virus como un intruso no deseado. Los extremos de ambas hebras de dsRNA viral son pares, mientras que una hebra de dsRNA celular es un poco más larga al final.

"Dicer tiene que tener cuidado con lo que destruye porque, de lo contrario, cerraría la celda, ", explica el estudiante de posgrado y primer autor Niladri Sinha." Ver cómo funciona Dicer responde a una pregunta de larga data sobre cómo los receptores antivirales pueden discriminar entre 'yo mismo' y 'no yo' ".

Esta propiedad es importante por más de una razón. Como parte de la función celular normal, Dicer corta el dsRNA producido por la célula, también. Por primera vez, este estudio muestra que esta única máquina procesa dsRNA de virus utilizando un mecanismo completamente diferente.

En cierto sentido, esta nueva visión de Dicer lleva casi 20 años en desarrollo. Cuando Bass comenzó a investigar la proteína, señaló que tenía una región conocida como dominio helicasa. Pero durante todos esos años nadie sabía por qué. Fue pura curiosidad lo que la llevó a colaborar con Shen para determinar si ver la proteína podría ayudarlos a responder esa pregunta.

Para hacerlo congelaron y analizaron Dicer usando microscopía crioelectrónica, tecnología ganadora del premio Nobel de este año. A pesar de utilizar metodologías avanzadas, no fue fácil obtener una imagen de la interacción de la proteína con el ARN viral. Dicer es pequeño incluso para los estándares crio-EM. Más, se dobla y se mueve, lo que hace que sea difícil de precisar.

Los científicos superaron estas dificultades mediante el uso de la bioquímica para atrapar a la pareja en poses definidas, y luego tomar cientos de miles de imágenes. Descubrieron que el misterioso dominio helicasa define el mecanismo previamente desconocido para destruir el virus:reconoce al intruso y lo enrolla justo antes de matarlo. En tono rimbombante, una vez que la helicasa se apodera del material viral, no se atreve a soltar, mejorando sus posibilidades de erradicar la infección.

"Lo que me encanta de esto es que no teníamos idea de cómo funcionaba la enzima. Con solo mirarla, nos encontramos con algo inesperado, "dice Shen.

Es posible que Dicer solo funcione de esta manera en las moscas. Pero la biología tiene la costumbre de reutilizar herramientas que funcionan bien. "Estoy seguro de que la gente pensará que tal vez bajo ciertas condiciones, o en presencia de factores proteicos adicionales, Dicer humano podría actuar como el de la mosca ". Tal descubrimiento podría brindar a los científicos nuevas formas de controlar la infección viral, y la respuesta de nuestro cuerpo a las infecciones.

Esta investigación se publicará como "Dicer utiliza distintos módulos para reconocer los extremos de dsRNA" en Ciencias el 21 de diciembre 2017.