Las células de organismos como las bacterias o las plantas pueden ser infectadas por algunos virus, llamados satélites, que necesitan el material genético de otros virus, denominados ayudantes, para replicarse y propagarse en estas células huésped. Esta relación requiere que estén próximos mientras dura el proceso. Pero hasta ahora no se conocía ningún caso en el que un satélite se hubiera unido a su virus ayudante. Tampoco se había visto esta adhesión en ningún otro tipo de virus.
El estudio presentado ahora describe la primera observación de un virus satélite que se adhiere sistemáticamente a su ayudante. Publicado en el Journal of the International Society for Microbial Ecology (grupo Nature), ha sido coordinado por Ivan Erill, bioinformático investigador de la UMBC y del Departamento de Ingeniería de la Información y de las Comunicaciones de la UAB. El trabajo ha contado también con la participación de Júlia López-Pérez, investigadora predoctoral del Departamento de Genética y de Microbiología de la UAB.
El hallazgo se ha realizado en bacteriófagos (virus que infectan a las células bacterianas) de la bacteria del suelo Streptomyces scabiei. Los investigadores han descubierto que el bacteriófago satélite se adhiere al cuello del virus ayudante, en la zona donde la cápside del virus se une a la cola. «Es el primer caso en el que se identifica la adhesión de un virus a otro», explica Ivan Erill.
En las imágenes de microscopía electrónica de transmisión (MET) observadas por Tagide deCarvalho, investigadora de la UMBC y primera autora del estudio, el 80 % de los bacteriófagos ayudantes (40 de 50) tenían un satélite unido al cuello. Otros mostraban remanentes del satélite en el cuello, «a modo de marcas de mordeduras», ilustran los investigadores.
¿Por qué una relación tan estrecha?
El análisis del genoma de ambos bacteriófagos y de la célula huésped ha permitido una explicación plausible del porqué de esta relación tan estrecha. La mayoría de virus satélites cuentan con genes que les permiten integrarse en el material genético de la célula huésped y permanecer latente allí, a la espera de que entre un virus ayudante para empezar a reproducirse. La célula huésped copia entonces el ADN del virus satélite junto con el suyo a la hora de dividirse. El bacteriófago descubierto carece de genes de integración.
«Que el virus satélite se adhiera físicamente al virus ayudante cobra entonces todo el sentido», apunta Ivan Erill. «Nuestra hipótesis es que al no poder integrarse en el ADN de la célula huésped, debe estar lo más cerca posible de su ayudante para poder entrar en la célula y sobrevivir. ¿Y qué mejor manera de garantizar esto que engancharse al cuello de su ayudante? Hemos observado que ha desarrollado un corto apéndice que le podría servir para ello», añade.
El nuevo bacteriófago satélite y su ayudante han sido denominados, respectivamente, MiniFlayer y MindFlayer por los estudiantes de grado participantes en el estudio. Ambos virus habrían coevolucionado durante, al menos, 100 millones de años, según los estudios bioinformáticos realizados. El satélite habría estado durante todo este tiempo sintonizando y optimizando su genoma para asociarse a su ayudante.
El próximo paso de los investigadores del estudio publicado será intentar averiguar cómo se adhiere el satélite y cuán común puede ser este fenómeno. «Es posible que en el pasado se haya asumido que varios satélites como el identificado ahora eran simplemente contaminantes en muestras de sus ayudantes. Podría haber entonces muchos más casos de este tipo de relación esperando a ser descubiertos», concluye Ivan Erill.
El investigador de la UAB y sus colaboradores han llevado a cabo el estudio en el marco de un programa de investigación para identificar nuevos bacteriófagos para su uso en terapias antibacterianas. La competencia genética entre bacteriófagos satélites y sus ayudantes, como ilustra este descubrimiento, podría servir para explorar nuevas vías para desarrollar fármacos antivirales.
Artículo: deCarvalho, T.; Mascolo, E.; Caruso, S. M., et al. «Simultaneous entry as an adaptation to virulence in a novel satellite-helper system infecting Streptomyces species». ISME J (2023). https://doi.org/10.1038/s41396-023-01548-0.
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