Los virus gigantes representan un grupo único de virus que son similares en tamaño a las bacterias pequeñas. El medusavirus, un tipo especial de virus gigante, se aisló por primera vez de una fuente termal en Japón. Los estudios genéticos mostraron que el medusavirus estaba más estrechamente relacionado con las células eucariotas que con otros virus gigantes, lo que sugiere que puede ser la clave para comprender la evolución de los eucariotas. Aunque hasta ahora los detalles de la morfología y maduración del medusavirus en las células infectadas han sido difíciles de alcanzar, los investigadores detrás de su descubrimiento inicial ahora tienen algunas respuestas.

En un estudio reciente publicado en Journal of Virology , un equipo de científicos japoneses dirigido por el Prof. Kazuyoshi Murata de los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales y el Prof. Masaharu Takemura de la Universidad de Ciencias de Tokio ha revelado, por primera vez, un proceso de maduración único de cuatro etapas por el que pasa el medusavirus dentro del huésped. células.

El profesor Takemura comenta:"Desde una perspectiva evolutiva, el medusavirus es extremadamente interesante, ya que su proceso de replicación y su genoma son diferentes de los de otros virus. Curiosamente, el medusavirus también tiene una estructura de partículas única. En este estudio, queríamos hacer más avances hacia el esclarecimiento de la biología de este virus mediante la caracterización de su morfología y proceso de maduración".

Para hacer esto, los investigadores utilizaron dos técnicas que permiten la visualización de alta resolución de la infección viral:microscopía electrónica de transmisión convencional (C-TEM) y microscopía crioelectrónica (crio-EM). Utilizando estas técnicas, observaron la morfología detallada de las partículas de medusavirus en células de ameba infectadas.

Su primer y bastante sorprendente descubrimiento fue la presencia de cuatro tipos de partículas de medusavirus tanto dentro como fuera de las células huésped infectadas. Según sus características, estas partículas se denominaron pseudo-DNA-vacías (p-Vacías, es decir, llenas de material esponjoso pero sin ADN), ADN-vacías (Vacías, es decir, sin material esponjoso ni ADN), semi-DNA-llenas (s-Lleno, es decir, lleno a la mitad con ADN) y partículas llenas de ADN (Lleno, es decir, completamente lleno de ADN).

Posteriormente, realizaron un análisis de evolución temporal, en el que se midió la expresión génica en varios momentos durante la maduración, y descubrieron que los cuatro tipos de partículas representaban cuatro etapas consecutivas de la maduración viral. Descubrieron que, a diferencia de otros virus, la cápside viral o caparazón del medusavirus se producía de forma independiente en el citoplasma de la célula huésped, mientras que el ADN viral se producía en el núcleo. Además, solo las cápsidas vacías presentes cerca del núcleo huésped podrían incorporar ADN viral y convertirse en partículas s-Full o DNA-full. Estos hallazgos sugirieron que el medusavirus tenía un proceso de maduración único.

Para observar la estructura detallada de los cuatro tipos de partículas de medusavirus, el equipo utilizó la técnica cryo-EM. Descubrieron que todos los diferentes tipos de partículas tenían una estructura exterior comparable, con la presencia de tres picos diferentes. La configuración de la cubierta de la cápside también era consistente con la estructura de la capa de membrana dentro de la cápside. Sin embargo, mientras que las partículas s-Full y Full mostraban una membrana interna completa, las partículas p-Empty y Empty tenían "estructuras de membrana abierta", lo que significa que la membrana tenía un espacio en un extremo.

"Los virus son inteligentes y pueden replicarse y madurar de varias maneras. Nuestros hallazgos revelan la forma única en que madura el medusavirus. Las membranas abiertas que observamos en las partículas p-Empty y Empty fueron particularmente interesantes. Creemos que los espacios de la membrana indican un estado incompleto y representan un estado en el que las partículas virales aún no han madurado. Es probable que los espacios se utilicen para intercambiar ADN y proteínas necesarios para la maduración del medusavirus y desaparecen cuando el virus alcanza su etapa final", explica el profesor Takemura.

Estos nuevos conocimientos no solo demuestran un mecanismo novedoso de formación y maduración de partículas en medusavirus, sino que también arrojan luz sobre la gran diversidad estructural y de comportamiento de los virus gigantes. Representan un salto "gigante" en nuestro conocimiento de la biología de los virus y requieren más investigación sobre los virus gigantes, lo que podría ayudar a responder numerosas preguntas sobre la evolución y la infección.