En un estudio publicado en Nature Communications, científicos han descifrado las interacciones dentro de este complejo sistema cuadripartito, analizando la expresión de sus respectivos genes.
Los virofagos, virus de virus...
Los virus son a menudo considerados como los parásitos definitivos. Sin embargo, algunos virus gigantes que infectan eucariotas unicelulares pueden ser parasitados por virus más pequeños, los virofagos.
Estos últimos utilizan la fábrica viral, un orgánulo transitorio formado por el virus gigante en el citoplasma de la célula infectada, para asegurar su propia replicación.
Este fenómeno constituye un caso de hiperparasitismo, donde un parásito es a su vez parasitado. Además, algunos virus gigantes y virofagos transportan en sus partículas moléculas de ADN bajo la forma de episomas, llamadas transpovirones. Este sistema forma así una red de interacciones complejas, involucrando a una célula huésped, un virus gigante, un virofago y un transpovirón.
Experimentos de infección controlada para entender los mecanismos subyacentes
¿Cómo se regula la expresión génica de cada uno de los actores durante la infección, y cómo se modifica dicha regulación con la presencia de los otros? Para abordar estas preguntas, los científicos llevaron a cabo una serie de experimentos de infección introduciendo sucesivamente a los diferentes participantes.
Primero estudiaron la infección del huésped ameboide Acanthamoeba castellanii por el virus gigante megavirus chilensis. Luego llevaron a cabo coinfecciones con el virofago zamilon vitis, el transpovirón mvtv, y ambos juntos al mismo tiempo. El transcriptoma, es decir, el conjunto de ARN mensajeros de cada participante, fue analizado mediante secuenciación, lo que permitió rastrear la evolución de la expresión génica a lo largo del ciclo infeccioso.
Un fascinante teatro de parásitos entrelazados
Estos análisis, publicados en la revista Nature Communications, revelaron que la infección por el virus gigante induce una profunda alteración del transcriptoma de la célula huésped, afectando a casi la mitad de sus genes. Aunque la mayoría son reprimidos, algunos son activados, permitiendo que el virus remodele el metabolismo celular para favorecer su propia replicación.
La coinfección con el virofago modifica significativamente la expresión de más de una cuarta parte de los genes del virus gigante, la mayoría de los cuales son reprimidos, lo que sugiere que los dos virus compiten por la maquinaria de transcripción. Sin embargo, este efecto es transitorio y no impacta significativamente en la producción final de partículas del virus gigante.
Imagen de microscopía electrónica de una célula de Acanthamoeba castellanii coinfectada con el virus gigante megavirus chilensis y el virofago zamilon vitis.
En el centro de la imagen, en gris oscuro, se distingue la fábrica viral, una estructura presente en el citoplasma de la célula donde tiene lugar la replicación viral y la producción de nuevas partículas de virus gigantes (flechas negras) y virofagos (flechas blancas).
© Lionel Bertaux, Sandra Jeudy y Matthieu Legendre
Este estudio también revela que la presencia del virofago induce la sobreexpresión de factores de transcripción codificados en el genoma del virus gigante. Aquí es donde interviene el último participante, el transpovirón. Este explotaría estas modificaciones para sobreexpresar sus propios genes.
Este sistema cuadripartito ilustra la complejidad de las interacciones entre virus, huéspedes y elementos genéticos móviles. La ameba, huésped de estos virus, siendo ella misma un patógeno oportunista, nos enfrenta a un fascinante teatro de parásitos entrelazados.
Referencias:
Complex transcriptional regulations of a hyperparasitic quadripartite system in giant viruses infecting protists.
Bessenay A, Bisio H, Belmudes L, Couté Y, Bertaux L, Claverie JM, Abergel C, Jeudy S, Legendre M.
Nature Communications. 9 de octubre de 2024. DOI: 10.1038/s41467-024-52906-1.