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jueves, 25 de mayo de 2017

Polémica sobre virus gigantes

El hallazgo de un nuevo virus gigante cuestiona la hipótesis del cuarto dominio de la vida.

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Los virus siempre han sido una cosa un tanto rara. No encajan en la idea que tenemos de lo que es vivo, entre otras cosas porque necesitan de células de otros organismos para reproducirse. Tampoco sabemos cómo surgieron.
La situación empeoró cuando a partir de 2003 empezaron a descubrirse virus gigantes. Estos Mimivirus no sólo tenían un tamaño considerable, sino que, además, tenían 1018 genes, casi como una bacteria.
La inmensa mayoría de los virus son mucho más pequeños de las células y contienen muy pocos genes, básicamente los mínimos necesarios para replicarse y subyugar la maquinaria celular. Así, por ejemplo, algunos virus de aves y cerdos tienen sólo dos genes. Por otro lado, la bacteria Escherichia coli, muy usada como modelo de laboratorio, tiene cerca de 4400 genes.
Los Mimivirus miden unos 400 nanómetros de largo, o lo que es lo mismo, la mitad que una bacteria E. coli. Son los suficientemente grandes como para que se pueden ver con microscopio óptico. Algunos tienen más de 2500 genes, más que algunas bacterias. Además, poseen ADN que codifica las moléculas que traducen mensajes de ARN a proteínas, cuando normalmente los virus obligan a la célula que infectan a producir estas proteínas. Lo más sorprendente es que del 50 al 90 por ciento de los genes de los virus gigantes no se encuentran en ningún otro sitio y muchos ni siquiera están en otros virus gigantes.
A lo largo de estos últimos años se han ido descubriendo más casos de virus gigantes, algunos con un tamaño de una micra (1000 nm). En NeoFronteras hemos cubierto algunos de esos casos.
A raíz del descubrimiento de los virus gigantes, algunos científicos plantearon la revisión del árbol filogenético de la vida. Además de los tres dominios conocidos de bacterias, arqueas y eucariotas, propusieron que debía de haber habido otro dominio ya extinto del cual sólo quedarían los virus gigantes. Los precursores de estos virus sería microorganismos unicelulares que fueron simplificándose y perdiendo genes debido al parasitismo que ejercían.
Sin embargo, no todo el mundo estaba de acuerdo con esa seductora idea. Según otros investigadores, no habría necesidad para un cuarto dominio, pues los virus gigantes parecían pertenecer a un grupo de virus que también incluye a pequeños virus. Así que es muy posible que los virus gigantes evolucionaron a lo largo de millones de años a partir de virus pequeños incorporando más y más ADN de las células que invadían hasta hacerse así de masivos. Esto cambiaría nuestra noción de lo que son los virus, pero no habría que reescribir la historia de la vida como en el caso anterior.
La cuestión se podría resolver comparando los genomas secuenciados de estos virus y los de la célula eucariota que infecten. Pero, hasta ahora, los Mimivirus contenían muy pocos genes eucariotas para realizar un análisis estadístico fiable que pudiera determinar la relación evolutiva entre ambos. La dificultad está en que el genoma de los virus muta muy rápido.
Así estaban las cosas hasta que se ha hallado un nuevo virus en la planta de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Klosterneuburg, en el este de Austria. El virus gigante que han encontrado allí ha agitado la controversia sobre este asunto. Al parecer, su ADN parece apoyar la hipótesis de que estos virus ha crecido con el tiempo y que no son los descendientes de un cuarto dominio de la vida.
“Encuentro el trabajo convincente. Basándose en los datos disponible ahora, yo no pondría mi dinero en la hipótesis del cuarto dominio”, ha dicho Matthias Fischer, del Instituto Max Planck para la Investigación Médica de Heidelberg y no involucrado en este nuevo resultado.
Frederik Schulz (Department of Energy Joint Genome Institute) y sus colaboradores no pretendían poner a prueba esta hipótesis cuando colaboraron con científicos austriacos para investigar la microbiología de la planta de tratamiento residuales mencionada, sólo trataban de saber más sobre la microbiología del lugar y buscar bacterias que convirtieran compuestos amoniacales en nitratos.
Para ello, en lugar de identificar y aislar nuevos organismos, usaron una técnica metagenómica en la que se secuencia todo el ADN mezclado que hay en las muestras y luego se identifican los indicadores genéticos de nuevos organismos. De este modo, encontraron ciertas secuencias de un virus gigante al que denominaron Klosneuvirus. A partir de muestras de otras localizaciones lograron secuencias el genoma de tres de estos virus. Al comparar los genomas de este nuevo virus con los de otros virus gigantes colocaron a Klosneuvirus dentro de la familia de los Mimivirus.
Resultó que los genomas de este nuevo tipo de virus eran más parecidos al de las células que el de otros virus gigantes. Así, por ejemplo, las enzimas que son usadas por las células vivas para unir aminoácidos entre sí y de este modo formar proteínas son las mismas que estaban codificadas en estos genomas. La ventaja de Klosneuvirus era que podía hacer de eslabón perdido al contener todas estas enzimas. Así que estos genomas proporcionaron la oportunidad de comprobar si los Klosneuvirus, y en consecuencia los Mimivirus, descendían o no del cuarto dominio propuesto o si su ADN era robado de las células eucariotas.
La comparación de secuencias de genes indicó que estos virus gigantes habían tomado poco a poco los genes que codificaban sus enzimas de las células a las que infectaban. En total, hasta 700 genes de Klosneuvirus parecen tener un origen celular y están presentes en los protistas como amebas y ciliados. Por tanto, no había tal cuarto dominio.
Sin embargo, el microbiólogo Didier Raoult (Universidad Aix-Marsella), que fue el codescubridor del primer virus gigante, dice que basarse sólo en estas enzimas para decir que no existe ese cuarto dominio no es un fundamento sólido. Jean-Michel Claverie (Universidad Aix-Marsella) añade que los autores del estudio hallan partículas de virus muy grandes en las muestras, pero que no demuestran que los genomas que identifican pertenecen a esas partículas víricas. No hay virus que hayan sido aislados y analizados en este caso. Además, dice que el método usado puede haber producir una mezcla genética quimérica de varios genomas de distintos organismos.
También podría suceder que Mimivirus y Klosneuvirus se originaran de distinto modo y que ambas posturas fueran correctas. Para ello habrá que esperar a que salgan más estudios al respecto. De entrada, no parece que los Klosneuvirus infecten el mismo tipo de amebas que infectan los Mimivirus.
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