La compleja estructura tridimensional de una de las familias de virus vegetales más letales del mundo ha sido revelada con un detalle sin precedentes por científicos de la Universidad de Leeds del Reino Unido.

Los geminivirus son responsables de enfermedades que afectan a cultivos como la yuca y el maíz en África, algodón en el subcontinente indio y tomates en Europa.

Ser capaz de ver su estructura con gran detalle es vital, ya que podría ayudar a los virólogos y biólogos moleculares a comprender mejor su ciclo de vida. y desarrollar nuevas formas de detener la propagación de estos virus y las enfermedades que causan.

Los virus reciben su nombre por su curiosa forma. Los virus suelen tener una capa protectora de proteínas, o una cápside, que actúa para proteger su material genético en el medio ambiente. En la mayoría de los virus, esta cápside es aproximadamente esférica, pero el geminivirus tiene una cápside "hermanada" formada por dos formas aproximadamente esféricas fusionadas.

Los detalles moleculares de cómo se logra esta cápside hermanada, y cómo se ensambla en las células o se expande para liberar el genoma y comenzar una nueva infección, sigue siendo un misterio. a pesar del riesgo que representa el virus para las economías agrícolas de todo el mundo.

Investigadores del Centro Astbury de Biología Molecular Estructural de la Universidad utilizaron técnicas de microscopía electrónica criogénica para estudiar la estructura de los geminivirus con una resolución sin precedentes. y en el proceso han comenzado a desenredar sus mecanismos de ensamblaje.

Publicado en Comunicaciones de la naturaleza , el estudio revela cómo se construye la cápside del geminivirus y cómo se empaqueta su genoma de ADN monocatenario.

"En muchos otros tipos de virus, las cápsides esféricas se construyen a partir de una sola proteína que adopta tres formas diferentes, que luego encajan para formar un recipiente cerrado, "explica el profesor Neil Ranson, quien dirigió el equipo de investigación en el Astbury Center. "Pero los geminivurses no son esféricos, por lo que debe utilizar un conjunto de reglas diferente. Usando cryo-EM, hemos podido demostrar que utilizan tres formas diferentes de la misma proteína, pero con un reglamento de montaje completamente diferente ".

Una de las dificultades en el estudio de los geminvirus es cultivarlos en cantidades suficientes para estudios estructurales. El equipo estudió un tipo de geminvirus llamado virus de la vena amarilla ageratum, que fue producido en plantas de tabaco bajo condiciones cuidadosamente controladas por investigadores del Centro John Innes en Norwich.

El equipo del John Innes Center, dirigido por el Dr. Keith Saunders y el profesor George Lomonossoff, también desarrolló un método para ensamblar partículas de geminivirus dentro de las plantas en ausencia de infección. Esto destacó el papel que juega el ADN monocatenario en la formación de partículas.

"Después de haber trabajado durante muchos años para comprender las enfermedades que causan los geminivirus, fue muy satisfactorio aplicar métodos genéticos modernos para generar estas estructuras geminadas, "dijo el Dr. Saunders.

"Ahora hemos podido analizar el papel que desempeñan las diferentes conformaciones de la proteína de la cubierta en el ensamblaje de partículas, y potencialmente podemos producir otros virus y partículas similares a virus que de otro modo serían imposibles de aislar de las infecciones naturales ".

"Utilizando nuestra microscopía crioelectrónica de 'próxima generación' hemos modelado la posición de la mayoría de los átomos en el virus", dijo la Dra. Emma Hesketh, investigador postdoctoral en el Astbury Centre, quien llevó a cabo el trabajo para crear las imágenes de la estructura.

"Esta tecnología a menudo se conoce como la revolución de la resolución, y nos ha permitido obtener esta fascinante y muy hermosa visión de estas estructuras. Al utilizar estas técnicas para comprender la estructura y el ciclo de vida de estos virus, podemos acercarnos un paso más a comprender cómo interrumpir ese ciclo de vida, e inhibir la propagación de enfermedades de las plantas ".