Biólogos descubren cómo los virus "secuestran" la maquinaria celular

Un artículo publicado en Science muestra por primera vez cómo los virus reprograman la maquinaria celular de las bacterias durante la infección.

Europa Press | 13/01/2017 10:00

Biólogos de la Universidad de California-San Diego, han documentado por primera vez cómo los virus muy grandes reprograman la maquinaria celular de las bacterias durante la infección para que se parezca más a una célula animal o humana. Este proceso permite a estos invasores engañar a las células para que produzcan cientos de virus nuevos, los cuales eventualmente hacen explotar y matan las células que infectan.

El artículo, publicado en Science, indica que los investigadores realizaron una serie de experimentos que les permitieron ver en detalle qué sucede dentro de las células bacterianas a medida que los virus invasores se replican. "Los científicos han estado estudiando los virus durante cien años, pero nunca hemos visto algo como esto antes", ha subrayado Joe Pogliano, director de la investigación y profesor de Biología Molecular. "Cada experimento produjo algo nuevo y emocionante sobre este sistema", ha añadido.

Los virus que infectan las bacterias, también conocidos como bacteriófagos, son algunas de las entidades más numerosas en la tierra. "Elegimos estudiar una familia de bacteriófagos inusualmente grandes y aplicar métodos de vanguardia para ver su replicación en un detalle sin precedentes", ha resaltado Kit Pogliano, profesor de Biología Molecular que participó en el estudio.

Joe Pogliano y sus colegas encontraron que poco después de que los bacteriófagos infecten las bacterias, destruyen gran parte de la arquitectura existente de las células bacterianas, incluyendo el ADN bacteriano, y, a continuación, secuestran el resto de la maquinaria celular. Los virus entonces reorganizan la célula entera en una fábrica eficiente y centralizada para producir la generación siguiente de virus. "Esta fábrica y la disposición circundante de la célula infectada son notablemente similares a la organización que se observa en las células vegetales y animales", ha dicho Pogliano. Las bacterias carecen de muchas de las estructuras especializadas que compartimentan los procesos celulares en las células vegetales o animales, que los biólogos llaman células "eucariotas". Por ejemplo, no tienen un núcleo cerrado, que contiene información genética y actúa como centro de control de la célula.

El surgimiento de la vida como la conocemos
Pero Vorrapon Chaikeeratisak, estudiante postdoctoral, y Katrina Nguyen, estudiante graduado en el laboratorio de Pogliano, descubrieron que los virus invasores organizan las estructuras dentro de las bacterias para simular las encontradas en las células eucariotas. Usando microscopía fluorescente, los dos biólogos descubrieron que a medida que los virus se replican dentro de las células bacterianas, construyen compartimentos para separar los diferentes procesos que ocurren durante la infección. "Estos compartimentos contienen todo el ADN viral, al igual que un núcleo en una planta o en una célula de mamífero" ha detallado Chaikeeratisak, primer autor del documento. "Los procesos del ADN, como la replicación o la transcripción, se producen dentro del compartimento, mientras que las proteínas se producen fuera del compartimento", ha añadido.

Elizabeth Villa, profesora de Química y Bioquímica en UC San Diego, y David Agard, profesor de Bioquímica y Biofísica en UC San Francisco, utilizaron una técnica especializada llamada "tomografía crioelectrónica" para producir imágenes de los procesos que Chaikeeratisak y Nguyen descubrieron. Esas imágenes mostraron descendencia viral que se ensambló alrededor del compartimiento similar al del núcleo en la bacteria. Eventualmente, estos nuevos virus hacen estallar la célula y se extienden para infectar las células vecinas. ¿Podría ser así como evolucionaron los organismos multicelulares? Una teoría existente, llamada "eucariogénesis viral", sugiere que la primera célula eucariota fue creada cuando un virus grande se hizo cargo de una bacteria; de forma que la bacteria y el virus formaron una célula compuesta, en la que el virus evolucionó hacia el núcleo. "Puede ser demasiado pronto para saber si este virus en particular es un paso intermedio en la transición de bacterias y virus a eucariotas multicelulares, pero este descubrimiento podría ampliar el conocimiento sobre los orígenes de la vida tal como la conocemos", ha concluído Pogliano.