Algunas mutaciones genéticas pueden hacer que florezca un virus. Otros hacen que el virus se marchite, incapaz de funcionar normalmente y reproducirse. Sin embargo, otras mutaciones genéticas solo muestran su mano bajo ciertas condiciones.

Una de esas proteínas mutantes, que funciona mal a altas temperaturas, ha brindado a los científicos del Instituto de Investigación Virginia Tech Carilion una mejor comprensión del rotavirus, una causa común de enfermedad diarreica en bebés y niños.

Su estudio, que revela sitios funcionales previamente desconocidos en una proteína de rotavirus, fue publicado recientemente en el Revista de Virología .

El rotavirus infecta a todos los niños menores de cinco años y puede causar una deshidratación fatal si no se trata adecuadamente.

El virus tiene tres capas, con material genético y enzimas en su centro. Las enzimas, llamadas polimerasas, ayudar a copiar el material genético del virus. Los detalles de este proceso siguen siendo en gran parte un misterio, limitar la comprensión de la biología del rotavirus.

Para dilucidar los detalles de este proceso, Sarah McDonald, un profesor asistente en el Virginia Tech Carilion Research Institute que dirigió el estudio, y su equipo utilizó una cepa de rotavirus con una mutación sensible a la temperatura en la polimerasa. Cuando se expone a altas temperaturas, el virus no puede propagarse.

Al estudiar cómo esta mutación afecta el comportamiento de la polimerasa a alta temperatura, los investigadores pueden comenzar a conectar los puntos de causa y efecto entre la mutación y el comportamiento de la proteína.

"Cuando las células se incubaron a bajas temperaturas, la polimerasa mutante traficada muy bien, "Dijo McDonald." Su actividad enzimática era la misma que la de la proteína normal. A altas temperaturas, vimos una gran discrepancia entre los dos tipos de proteínas. Esto proporcionó una validación bioquímica de que la característica de sensibilidad a la temperatura de este virus probablemente sea causada por esta mutación en particular ".

Según McDonald, la región alrededor de la mutación no tenía ninguna función conocida para la polimerasa. Todavía, cuando la proteína mutada se expuso a altas temperaturas, no podía interactuar adecuadamente con otras proteínas ni podía replicar eficazmente el genoma del ácido nucleico viral.

Estudios científicos anteriores habían revelado la existencia de la mutación sensible a la temperatura. El equipo del Instituto de Investigación Virginia Tech Carilion fue el primero en mostrar cómo la mutación podría causar la sensibilidad del virus a la temperatura.

"Siempre que tenga una mutación que cause un defecto funcional en una proteína, a menudo hay cambios en la dinámica estructural de la proteína:cómo se mueve la proteína, "dijo McDonald, quien también es profesor asistente en la Facultad de Medicina Veterinaria de Virginia-Maryland.

Para comprender cómo la mutación puede haber cambiado la estructura de la polimerasa, McDonald se asoció con Leslie LaConte, profesor asistente de investigación en el Virginia Tech Carilion Research Institute. LaConte comparó las proteínas mutantes con proteínas normales con simulaciones computacionales de cómo se mueven las proteínas a altas temperaturas.

Las proyecciones se superpusieron, y las diferencias más dramáticas estaban en el sitio de la mutación, así como otro lugar.

"Asombrosamente, También encontramos muchos cambios en el movimiento de un bucle muy distal en la polimerasa, que tampoco tiene función conocida, ", Dijo McDonald." Sugiere que la región mutada original es importante, pero que quizás esta otra ubicación también sea importante para la función e interacción de la polimerasa ".

McDonald dijo que han obtenido información sobre la replicación del rotavirus, que estas regiones son funcionalmente importantes, y todavía hay mucho por descubrir.

"Este estudio fue parte de nuestra serie de experimentos en curso para investigar la estructura y función de la polimerasa viral y comprender cómo se replica el virus dentro de las células, "Dijo McDonald.

McDonald también señaló que tanto las polimerasas virales como los virus sensibles a la temperatura se han utilizado durante años como herramientas científicas para estudiar cómo operan los virus. La información obtenida de ellos en los estudios actuales de su equipo podría ayudar a informar la prevención de infecciones y el tratamiento del rotavirus.