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Cómo maduran los virus gigantes: nueva evidencia del medusavirus proporciona información

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medusavirus

El medusavirus sufre un proceso de maduración único de cuatro etapas

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 han sido difíciles de alcanzar los detalles de la morfología y maduración del medusavirus en las células infectadas, los investigadores detrás de su descubrimiento inicial tienen ahora algunas respuestas.

En un estudio reciente, un equipo de científicos japoneses dirigido por el profesor Kazuyoshi Murata de los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales y el profesor Masaharu Takemura de la Universidad de Ciencias de Tokio reveló, por primera vez, un proceso de maduración único de cuatro etapas que el medusavirus sufre dentro de las células hospedadoras.

maduración del medusavirus

Imagen: Una ilustración hipotética de la maduración de cuatro tipos de partículas de medusavirus.

El profesor Takemura comenta: "Desde una perspectiva evolutiva, el medusavirus es extremadamente interesante, ya que su proceso de replicación y su genoma son diferentes a los de otros virus. Curiosamente, el medusavirus también tiene una estructura de partículas única. En este estudio, queríamos hacer avances adicionales para dilucidar la biología de este virus al caracterizar 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). Usando estas técnicas, observaron la morfología detallada de las partículas del medusavirus en las células de ameba infectadas.

Vídeo: La evaluación detallada de la morfología del medusavirus dentro y fuera de las células hospedadoras proporciona nuevas pistas sobre la maduración de los virus gigantes. Crédito: Universidad de Ciencias de Tokio

Su primer y bastante sorprendente descubrimiento fue la presencia de cuatro tipos de partículas de medusavirus tanto dentro como fuera de las células hospedadoras infectadas. En función de sus características, estas partículas se denominaron pseudo-DNA-vacías (p-Vacías, es decir, llenas de material esponjoso pero sin ADN), DNA-vacías (Vacías, es decir, sin material esponjoso ni ADN), semi-DNA-full (s-Lleno, es decir, medio lleno de 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 hospedadora, mientras que el ADN viral se producía en el núcleo. Además, solo las cápsides vacías presentes cerca del núcleo hospedador 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 espículas diferentes. La configuración del caparazón 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.

medusavirus entrando en las mitocondrias

Imagen: Medusavirus ingresando a las mitocondrias (flechas amarillas) de una célula de quiste de ameba.

"Los virus son inteligentes y pueden replicarse y madurar de varias formas. 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 una incompletitud 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 desaparezcan cuando el virus alcance su etapa final", explica el profesor Takemura.

Estos nuevos conocimientos no solo demuestran un novedoso mecanismo de formación y maduración de partículas en el 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.

La investigación fue publicada en Journal of Virology: Particle Morphology of Medusavirus Inside and Outside the Cells Reveals a New Maturation Process of Giant Viruses

Imagen de cabecera: Una reconstrucción en 3D de la partícula "Medusavirus" muestra sus miles de espículas externas, que sobresalen aproximadamente 14 nm de la superficie de la partícula. Crédito: G. Yoshikawa et al.

Etiquetas: MedusavirusMaduración

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