Sus hallazgos sugieren que un asombroso 30 por ciento de todas las adaptaciones de las proteínas desde la divergencia de los humanos con los chimpancés han sido impulsadas por los virus.

«Cuando se produce una pandemia o una epidemia en algún momento de la evolución, la población a la que se dirige el virus se adapta o se extingue. Lo sabíamos, pero lo que realmente nos sorprendió fue la fuerza y la claridad del patrón que encontramos», dijo el doctor David Enard, becario postdoctoral de la Universidad de Stanford y primer autor del estudio. «Es la primera vez que se demuestra que los virus tienen un impacto tan fuerte en la adaptación».

El estudio se ha publicado recientemente en la revista eLife y se presentará en la Allied Genetics Conference, una reunión organizada por la Genetics Society of America, el 14 de julio.

Las proteínas realizan una amplia gama de funciones que mantienen nuestras células en funcionamiento. Al revelar cómo pequeños ajustes en la forma y la composición de las proteínas han ayudado a los seres humanos y a otros mamíferos a responder a los virus, el estudio podría ayudar a los investigadores a encontrar nuevas pistas terapéuticas contra las amenazas virales actuales.

«Estamos aprendiendo qué partes de la célula se han utilizado para luchar contra los virus en el pasado, presumiblemente sin efectos perjudiciales para el organismo», dijo el autor principal del estudio, el doctor Dmitri Petrov, profesor de biología Michelle y Kevin Douglas y presidente asociado del Departamento de Biología de Stanford. «Eso debería darnos una idea de los puntos de presión y ayudarnos a encontrar proteínas que investigar para nuevas terapias».

Las investigaciones anteriores sobre las interacciones entre los virus y las proteínas se han centrado casi exclusivamente en las proteínas individuales que participan directamente en la respuesta inmunitaria, el lugar más lógico en el que cabría esperar encontrar adaptaciones impulsadas por los virus. Este es el primer estudio que analiza de forma global todos los tipos de proteínas.

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«El gran avance aquí es que no son sólo las proteínas inmunitarias muy especializadas las que se adaptan contra los virus», dijo Enard. «Prácticamente cualquier tipo de proteína que entre en contacto con los virus puede participar en la adaptación contra ellos. Resulta que hay al menos tanta adaptación fuera de la respuesta inmunitaria como dentro de ella».

El primer paso del equipo fue identificar todas las proteínas que se sabe que interactúan físicamente con los virus. Tras revisar minuciosamente decenas de miles de resúmenes científicos, Enard redujo la lista a unas 1.300 proteínas de interés. Su siguiente paso fue crear algoritmos de big data para recorrer las bases de datos genómicas y comparar la evolución de las proteínas que interactúan con los virus con la de otras proteínas.

Los resultados revelaron que las adaptaciones se han producido con una frecuencia tres veces mayor en las proteínas que interactúan con los virus en comparación con otras proteínas.

«A todos nos interesa saber cómo hemos evolucionado nosotros y otros organismos, y las presiones que nos han convertido en lo que somos», dijo Petrov. «El descubrimiento de que esta batalla constante con los virus nos ha moldeado en todos los aspectos -no sólo las pocas proteínas que combaten las infecciones, sino todo- es profundo. Todos los organismos han convivido con los virus durante miles de millones de años; este trabajo demuestra que esas interacciones han afectado a cada parte de la célula».

Los virus secuestran casi todas las funciones de las células de un organismo huésped para poder replicarse y propagarse, por lo que tiene sentido que impulsen la evolución de la maquinaria celular en mayor medida que otras presiones evolutivas como la depredación o las condiciones ambientales. El estudio arroja luz sobre algunos misterios biológicos de larga data, como por ejemplo por qué especies estrechamente relacionadas han evolucionado con maquinaria diferente para realizar funciones celulares idénticas, como la replicación del ADN o la producción de membranas. Los investigadores desconocían hasta ahora qué fuerza evolutiva podría haber provocado esos cambios. «Este trabajo es el primero con datos lo suficientemente amplios y limpios como para explicar muchos de estos rompecabezas de un solo golpe», dijo Petrov.

El equipo está utilizando ahora los hallazgos para profundizar en las epidemias virales del pasado, con la esperanza de obtener conocimientos que ayuden a combatir la enfermedad en la actualidad. Por ejemplo, los virus similares al VIH han arrasado las poblaciones de nuestros antepasados y de otras especies animales en múltiples momentos de la historia evolutiva. Si se observan los efectos de estos virus en poblaciones específicas, se podría comprender mejor nuestra guerra constante con los virus y cómo podríamos ganar la próxima gran batalla.

Este estudio se presentará el jueves 14 de julio de 11:15 a 11:30 a.m. durante la sesión de Selección Natural y Adaptación, Crystal Ballroom J1 como parte de la Conferencia de Genética Aliada, Orlando World Center Marriott, Orlando, Florida.

Este trabajo está financiado por las subvenciones R01GM089926 y R01GM097415 de los NIH.

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