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Descubren que los virus pueden evolucionar para beneficiar al organismo huésped

Descubren que los virus pueden evolucionar para beneficiar al organismo huésped

Un equipo de investigación del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Valencia (UV), ha observado que un virus que afecta a una planta herbácea de la familia de las crucíferas puede evolucionar para reducir su virulencia en su organismo huésped.

Los investigadores han observado que, en condiciones de sequía para la planta, el virus evoluciona su genoma de manera que es capaz de alterar el reloj circadiano de su huésped, evitando que pierda agua y favoreciendo su supervivencia hasta un 25% más. Esto revela que, bajo estrés medioambiental, se puede hacer evolucionar un virus para pasar de una relación de parasitismo a una mutualista, donde el huésped también tenga beneficios (el beneficio del virus es asegurar su transmisión).

Según el CSIS, es la primera vez que se documenta cómo la selección natural puede cambiar la relación entre virus y huésped en función del medio ambiente. “Es la primera vez que se demuestra que se puede atenuar un virus y obtener beneficios para su hospedador. por lo que se abre la puerta a utilizar virus modificados para lograr plantas más resistentes a la sequía”, ha resumido Santiago Elena, profesor de investigación del CSIC en el I2SysBio y autor principal del estudio que  aparece publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

El trabajo se ha llevado a cabo inoculando un virus del género Potyvirus, el virus del mosaico del nabo (TuMV, por sus siglas en inglés), en Arabidopsis thaliana, una planta herbácea de la familia de las crucíferas (como el brócoli o la coliflor) muy utilizada como modelo de estudio.

El equipo de investigación estudió la evolución del virus en plantas con condiciones normales y en situación de sequía, caracterizando los cambios (mutaciones) que acontecían en sus genes. En los virus evolucionados en plantas con sequía observaron que las mutaciones se concentraban en la proteína VPg, que juega un papel determinante en la relación del virus con su huésped.

“En condiciones normales, el virus muestra su visión clásica como un patógeno, matando a las plantas regadas. Sin embargo, las plantas infectadas que estaban sometidas a condiciones de estrés por sequía se mantenían vivas”, ha explicado el profesor. Las plantas infectadas con el virus evolucionado en sequía mostraron una serie de cambios en los genes asociados a su reloj circadiano, el sistema que controla procesos biológicos de las plantas como su respuesta a la falta de agua.

Posteriormente, utilizaron variantes del virus evolucionadas en plantas sometidas a sequía para infectar a individuos sanos y a otros sometidos a estrés hídrico.

Comparando ambos, el equipo de investigación comprobó que los cambios genéticos eran más acusados en los individuos con sequía.

“Las variantes del virus que evolucionaron en condiciones normales regadío siguen matando a la planta, mientras que las que evolucionaron en plantas con sequía no lo hacen, incluso cuando se inoculan en plantas sanas y bien irrigadas”, ha asegurado el profesor, añadiendo que, según estos resultados, los virus adaptados a plantas en condiciones de sequía provocan cambios en la transcripción de los genes de su huésped que pueden ser beneficiosos.

El equipo de investigación, integrado también por científicos del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Valencia y el Departamento de Ciencias Agrarias y del Medio Natural de la Universidad Jaume I de Castellón, pretende continuar este estudio con un modelo animal utilizando el nematodo Caenorhabditis elegans.

También se han propuesto comprobar si las variantes de los virus mutualistas no revierten a su forma más virulenta, o si estos cambios afectan a las propiedades de las plantas desde el punto de vista del consumo.