Las proteínas virales unen fuerzas para reducir los escudos de las plantas

Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad Estatal de Washington sobre la interacción de las proteínas virales y cómo se pueden eliminar promete ayudar a las plantas a defenderse contra los virus y, en última instancia, prevenir pérdidas de cultivos.

El estudio fue publicado en Los límites de la botánica. descubrió que las proteínas virales interactúan entre sí, ayudando al virus a capturar su planta huésped y completar su ciclo de vida. Cuando se deshabilitaron algunas de estas proteínas virales, los investigadores descubrieron que el virus no podía moverse de una célula a otra. Estas proteínas también realizan una función dual y también causan enfermedades.

“Estas proteínas supresoras de silenciamiento interactúan entre sí en un baile de bloqueo altamente coordinado y sin costuras para ayudar al virus a superar la defensa del huésped”, dijo el virólogo de WSU, Hanu Pappu, autor principal del artículo.

Los conocimientos sobre la dinámica de estas interacciones podrían proporcionar pistas para prevenirlas, agregó Pappu.

“Usamos métodos de modificación del genoma para hacer precisamente eso”, dijo. “Cuanto más entendamos cómo estos virus destruyen los ‘escudos’ defensivos y causan enfermedades, más posibilidades tenemos de rescatar las plantas de los invasores de virus”.

La rivalidad silenciosa y tras bambalinas entre las plantas y los virus que las preceden ha continuado durante millones de años. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), las enfermedades virales causan más de $ 1 mil millones en pérdidas a las plantas de alimentos, piensos y fibras en todo el mundo cada año.

Las plantas han desarrollado un sistema de defensa avanzado para protegerse de infecciones que involucran eventos celulares altamente correlacionados desencadenados por un ataque de virus, dijo Pappu. Las plantas usan una defensa molecular llamada interferencia de ARN, abreviatura de ARNi, que escinde el ácido nucleico de un virus entrante y evita que el virus controle las células huésped. Los virus, a su vez, evolucionaron para producir moléculas llamadas “proteínas supresoras de silenciamiento” que pueden bloquear la defensa de ARNi de sus huéspedes.

“La Federación contra los Klingon de Star Trek se juega en la vida real”, dijo Pappu. “Cuando una planta detecta el ataque de un virus, sus ‘escudos’ se elevan. Los virus encuentran formas de bajar o deslizarse a través de los refugios y eventualmente tomar el control de la planta”.

Pappu, presidente de Chuey Endowed, y Samuel H. Smith, profesor distinguido del Departamento de Patología Vegetal de WSU, estudian proteínas virales que suprimen o eluden las defensas de las plantas y, en última instancia, idean formas de ayudar a las plantas a controlar los patógenos. Él y su equipo han estudiado un grupo de patógenos llamados geminivirus, que son los virus más destructivos en muchas partes del mundo.

El autor principal, Ying Zhai, investigador de WSU, decidió identificar qué proteínas virales suprimen la defensa y comprender cómo estas moléculas interactúan con otras proteínas virales durante la infección. Trabajando con Anirban Roy y su equipo en el Instituto Indio de Investigación Agrícola, estudió un virus gemino específico y dañino, el virus del mosaico de la vena amarilla de Croton. Ying y Roy aprenden dónde se encuentra un supresor silenciador de virus en las células, cómo interactúa con las células y causa síntomas, y cómo ayuda a que el virus se mueva de una célula a otra.

Usando una técnica llamada microscopía confocal que enfoca un haz de luz estricto en un área objetivo pequeña, el coautor Dan Mullendore del Centro de imágenes y microscopía Franceschi de WSU examinó proteínas virales individuales y su ubicación dentro de las células huésped.

Aunque la mayoría de los virus producen una sola proteína con una función específica para derrotar a su huésped, Zhai y Roy descubrieron que este geminivirus contenía no solo una, sino cuatro proteínas diferentes involucradas en el deterioro de las defensas de las plantas. Usando métodos moleculares y microscópicos altamente sensibles, descubrieron que estas proteínas virales interactúan para ayudar al virus. Cuando algunos no funcionaban, el virus no podía propagarse en la fábrica.