Nuevos avances en los mecanismos de encapsidación de los retrovirus 🦠

En un artículo publicado en Plos Biology, unos científicos muestran que la fijación de una proteína de un retrovirus, llamada Gag, que juega un papel central en la formación de las partículas virales, es necesaria pero no suficiente para permitir la incorporación eficaz del ARN genómico.

La proteína Gag es esencial para el ensamblaje de las partículas retrovirales...

La proteína Gag juega un papel central en el ensamblaje de los retrovirus.

Por un lado, constituye el precursor de las proteínas estructurales de las partículas virales: alrededor de 2,000 copias de Gag se ensamblan para formar las partículas retrovirales inmaduras; después de la gemación, las moléculas de Gag se escinden, y los productos de maduración forman la matriz, la cápside y la nucleocápside de las partículas virales maduras e infecciosas.

Por otro lado, Gag selecciona el ARN genómico entre la multitud de especies de ARN celulares o virales en el citoplasma de las células infectadas, con el fin de su encapsidación. Para ello, Gag se une a una región del ARN genómico que, dependiendo del retrovirus, tiene alrededor de 100 a 300 nucleótidos y que contiene señales de encapsidación, llamada por este motivo Psi (Packaging Signal). Psi se caracteriza, en todos los retrovirus, por la existencia de emparejamientos a larga distancia (LRI: Long Range Interactions) que mantienen la estructura global de Psi.

... pero su unión al genoma no es suficiente para permitir su encapsidación

Si bien estaba claramente establecido que la unión de Gag a Psi es necesaria para la encapsidación selectiva del genoma de los retrovirus, no se sabía si esta es suficiente para promoverla, y el papel desempeñado por las interacciones a larga distancia en este proceso era poco conocido. Para responder a estas preguntas, los científicos utilizaron el virus de los tumores mamarios del ratón (MMTV) como modelo.

Identificaron mutaciones en una nueva interacción a larga distancia que reducen la encapsidación del ARN genómico sin afectar la afinidad de Gag por Psi, demostrando así que la fijación de Gag a Psi es necesaria pero no suficiente para una incorporación eficaz del ARN genómico en los retrovirus.

Estas mutaciones afectan la organización estructural global de Psi sin modificar, sin embargo, la estructura local de los sitios primarios de fijación de Gag previamente identificados en el virus salvaje por los mismos científicos. A pesar de esto, inducen la unión de Gag a otras regiones de Psi en los virus mutados.

El conjunto de resultados sugiere que la estructura tridimensional del complejo formado entre Gag y Psi regula el ensamblaje de las partículas virales alrededor del ARN genómico, evitando así la incorporación de otros ARN virales y celulares que fijan Gag con alta afinidad.

Las señales de encapsidación del ARN genómico de MMTV contienen una interacción a larga distancia (LRI) identificada en este estudio (parte superior de la figura). En el virus salvaje, las proteínas Gag (óvalos verdes) se fijan a los sitios PBS y ssPurinas, lo que conduce a la encapsidación del ARN genómico. Las mutaciones que destruyen la interacción a larga distancia (parte inferior de la figura) inducen la unión de Gag a otros sitios, sin pérdida de afinidad. Sin embargo, esta fijación no permite la incorporación del ARN genómico en las partículas virales.

Referencias:

MMTV RNA packaging requires an extended long-range interaction for productive Gag binding to packaging signals.

Suresha G. Prabhu, Vineeta N. Pillai, Lizna Mohamed Ali, Valérie Vivet-Boudou, Akhil Chameettachal, Serena Bernacchi, Farah Mustafa, Roland Marquet, Tahir A. Rizvi. Publicado: 3 de octubre de 2024. Plos Biology. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002827