Tendencias21

Análisis genómicos apoyan la idea de que los virus están vivos

Un estudio realizado en EE.UU. demuestra que los virus comparten historia evolutiva con las células, y apoya la idea de que son seres vivos. Para ello, han analizado el genoma de más de 5.000 organismos, entre ellos 3.460 virus, y observaron qué estructuras de proteínas son comunes y cuáles no.

Análisis genómicos apoyan la idea de que los virus están vivos

Un nuevo análisis apoya la hipótesis de que los virus son entidades vivas que comparten una larga historia evolutiva con las células. El estudio ofrece el primer método fiable para trazar la evolución de los virus desde un momento en que ni los virus ni las células existían en las formas conocidas hoy en día, dicen los investigadores, de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (EE.UU.).

Los nuevos hallazgos aparecen en la revista Science Advances.

Hasta ahora, los virus han sido difíciles de clasificar, dice el profesor de ciencias de los cultivos Gustavo Caetano-Anollés, que ha dirigido el nuevo análisis con el estudiante de posgrado Arshan Nasir. En su último informe, el Comité Internacional de Taxonomía de Virus reconoce siete órdenes de virus, en función de sus formas y tamaños, estructura genética y medios de reproducción.

«Según esta clasificación, las familias virales que pertenecen al mismo orden probablemente se han ido distanciando de un virus ancestral común», escriben los autores. «Sin embargo, sólo 26 (de 104) familias virales han sido asignadas a un orden y las relaciones evolutivas de la mayoría de ellas siguen sin estar claras.»

Parte de la confusión se debe a la abundancia y diversidad de los virus. Menos de 4.900 virus se han identificado y secuenciado hasta el momento, a pesar de que los científicos estiman que hay más de un millón de especies virales. Muchos virus son pequeños -significativamente más pequeños que las bacterias u otros microorganismos- y contienen sólo un puñado de genes. Otros, como los mimivirus recientemente descubiertos, son enormes, con genomas más grandes que los de algunas bacterias.

El nuevo estudio se centró en el vasto repertorio de estructuras de proteínas, llamadas «pliegues», que están codificadas en el genoma de todas las células y virus. Los pliegues son los pilares estructurales de las proteínas, los que les dan sus formas complejas tridimensionales. Comparando las estructuras de pliegue de las diferentes ramas del árbol de la vida, los investigadores pueden reconstruir la historia evolutiva de los pliegues y de los organismos.

Los investigadores decidieron analizar los pliegues de las proteínas porque las secuencias que codifican los genomas virales están sujetas a cambios rápidos; sus altas tasas de mutación pueden ocultar señales evolutivas profundas, dice Caetano-Anollés en la información de la universidad. Los pliegues de las proteínas son mejores marcadores de eventos antiguos porque sus estructuras tridimensionales se pueden mantener incluso cuando las secuencias que las codifican comienzan a cambiar.

Hoy en día, muchos virus -incluidos los que causan enfermedades- toman el mando de la maquinaria de construcción de las proteínas de las células huésped para hacer copias de sí mismos que luego se extienden a otras células. Los virus a menudo insertan su propio material genético en el ADN de sus anfitriones. De hecho, los restos de antiguas infiltraciones virales son ahora características permanentes de los genomas de la mayoría de los organismos celulares, incluidos los humanos.

Esta habilidad para mover el material genético a su alrededor puede ser una evidencia de la función primordial de los virus como «propagadores de la diversidad», dice Caetano-Anollés.

Los investigadores analizaron todos los pliegues conocidos en 5.080 organismos que representan todas las ramas del árbol de la vida, incluyendo 3.460 virus. Usando métodos bioinformáticos avanzados, se identificaron 442 pliegues de proteínas que comparten las células y los virus, y 66 que pertenecen únicamente a los virus.

Secuencias únicas

El análisis reveló secuencias genéticas en los virus que son diferentes a todo lo visto en las células, dice Caetano-Anollés. Esto contradice la hipótesis de que los virus capturaron la totalidad de su material genético de las células. Este y otros hallazgos también apoyan la idea de que los virus son «creadores de novedades», añade.

Utilizando los datos de pliegues de proteínas disponibles en las bases de datos en línea, Nasir y Caetano-Anollés utilizaron métodos computacionales para construir árboles de la vida que incluían virus.

Los datos sugieren «que los virus se originaron a partir de múltiples células antiguas… y coexistieron con los ancestros de las células modernas», escriben los investigadores. Estas células antiguas probablemente contenían genomas de ARN segmentados, según Caetano-Anollés.

Los datos también sugieren que en algún momento de su historia evolutiva, no mucho después de que surgiera la vida celular moderno, la mayoría de los virus adquirieron la capacidad de encapsularse a sí mismos en capas de proteínas que protegían sus cargas genéticas, lo que les permitió pasar parte de su ciclo de vida fuera de las células huésped y propagarse, dice Caetano-Anollés. Los pliegues de proteínas que son exclusivos de los virus incluyen aquellos que forman estas cápsulas virales.»

«Estas cápsulas se hicieron más y más sofisticadas con el tiempo, permitiendo que los virus infectaran a las células que se les habían resistido previamente», dice Nasir. «Este es el sello del parasitismo.»

Algunos científicos han argumentado que los virus son entidades no vivientes, trozos de ADN y ARN desprendidos de la vida celular. Apuntan al hecho de que los virus no son capaces de replicarse (reproducirse) en el exterior de las células huésped, y se basan en la maquinaria de construcción de proteínas de las células para funcionar. Pero muchas otras evidencias apoyan la idea de que los virus no son tan diferentes de las demás entidades vivientes, explica Caetano-Anollés.

«Muchos organismos requieren de otros organismos para vivir, incluidas bacterias que viven dentro de las células, y hongos que se dedican a las relaciones parasitarias obligadas, y que dependen de sus anfitriones para completar su ciclo de vida», dice. «Y esto es lo que hacen los virus.»

El descubrimiento de los mimivirus gigantes en la década de 2000 desafió las ideas tradicionales sobre la naturaleza de los virus. «Estos virus gigantes no eran el pequeño virus del Ébola, que tiene sólo siete genes. Estos son enormes en tamaño y en repertorio genómico», dice el investigador. «Algunos son tan grandes físicamente como las bacterias parásitas, y con genomas tan grandes o más.»

Algunos virus gigantes también tienen genes para proteínas que son esenciales para la traducción, el proceso por el cual las células leen las secuencias de genes para construir proteínas, dice Caetano-Anollés. La falta de maquinaria de traducción en los virus una vez fue utilizada como justificación para clasificarlos como no vivos, dice.

«Esto ya no es así. Los virus merecen un lugar en el árbol de la vida. Obviamente, hay mucho más en los virus de lo que se pensaba».

Otro declaración de un grupo de expertos, publicada hace un año por la American Society for Microbiology, ya apuntaba la idea de que los virus son agentes de cambio, no necesariamente negativos.

Referencia bibliográfica:

Arshan Nasir y Gustavo Caetano-Anollés: A phylogenomic data-driven exploration of viral origins and evolution. Science Advances (2015). DOI: 10.1126/sciadv.1500527

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 29 junio, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Las hormigas invasoras hacen autostop para encontrar un nuevo hogar 28 junio, 2024
    Se sabe que los insectos son especialistas en utilizar todo tipo de formas de transporte para atravesar amplias distancias, pero un nuevo estudio ha revelado que las hormigas también dominan el autostop: estos insectos sociales recogen a toda la familia, incluida su reina, y se suben al primer vehículo que encuentran para emprender un viaje […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los recuerdos imborrables se adhieren a algunas neuronas 28 junio, 2024
    Los científicos han descubierto una explicación biológica para los recuerdos a largo plazo, esos que acompañan a una persona prácticamente durante toda la vida. Revelaron que una molécula, KIBRA, sirve como “pegamento” para otras moléculas, consolidando así la formación de la memoria al activar y mantener una etiqueta sináptica persistente, que queda adherida a un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren un boquete de seguridad que afecta a todos los dispositivos y conexiones a Internet 28 junio, 2024
    Una vulnerabilidad de seguridad, que afecta a todas las conexiones y dispositivos de Internet, puede eludir firewalls, VPN y otras herramientas de seguridad y permite espiar a cualquier persona, sin necesidad de código malicioso o acceso al dispositivo. No existe una manera fácil de solucionar este problema de seguridad.
    Redacción T21
  • Crean bebés digitales para mejorar la atención sanitaria 27 junio, 2024
    Un equipo de investigadores desarrolló modelos informáticos que simulan los procesos metabólicos únicos de cada bebé: los “gemelos digitales” pueden ayudar a comprender mejor las enfermedades metabólicas raras y otros desafíos que enfrentan los bebés humanos durante los primeros 6 meses de vida, que son críticos para su crecimiento posterior.
    Pablo Javier Piacente
  • La similitud de los vientos espaciales con los de la Tierra 27 junio, 2024
    Los científicos han descubierto corrientes en el espacio que reflejan de manera inquietante los vientos que giran cerca de la superficie de la Tierra, lo que sugiere fuerzas ocultas que los conectan. Este nuevo conocimiento podría proporcionarnos una mejor comprensión de los sistemas ambientales que circulan alrededor del globo y mejorar los pronósticos meteorológicos espaciales […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los archivos geológicos anticipan nuestro futuro climático 27 junio, 2024
    Hace 56 millones de años, la erosión del suelo se cuadruplicó en el planeta debido a las fuertes lluvias y las inundaciones de los ríos provocadas por un calentamiento global muy similar al que conocemos hoy.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Ya es posible transmitir el tacto a través de Internet 26 junio, 2024
    Un nuevo estándar para la compresión y transmisión del sentido del tacto mediante Internet sienta las bases para la telecirugía, la teleconducción y nuevas experiencias de juego en línea, entre otras aplicaciones. El flamante estándar HCTI (Haptic Codecs for the Tactile Internet) es para el “tacto digital” lo que son JPEG, MP3 y MPEG para […]
    Pablo Javier Piacente
  • Las primeras muestras de la cara oculta de la Luna ya están en la Tierra 26 junio, 2024
    La cápsula de reingreso de la sonda Chang'e-6 de China, que transporta hasta dos kilogramos de materiales extraídos y perforados de la cuenca más antigua de la Luna ubicada en su lado oscuro, aterrizó este martes 25 de junio en la región de Mongolia Interior y fue rápidamente recuperada, según informó la Administración Nacional del […]
    Pablo Javier Piacente
  • La Tierra tendrá dos soles dentro de 1,3 millones de años y durante 60.000 años 26 junio, 2024
    Dentro de 1,3 millones de años, la Tierra tendrá una especie de segundo sol porque la estrella Gliese 710 se acercará a 1,1 años luz de la Tierra y la veríamos del mismo tamaño que Júpiter. Lo malo es que esa alteración cósmica puede provocar un episodio en nuestro planeta como el que acabó con […]
    Eduardo Martínez de la Fe