Virus che rubano DNA
Sommario:
Se lo studio dei virus che infettano i batteri non è la vostra passione per tutta la vita, potreste comunque essere interessati a sapere che un batteriofago nutre DNA che sembra essere collegato a una tossina ragno.
Se è un biologo che studia questi tipi di virus, questa scoperta potrebbe rivelarsi una sorpresa totale.
Pubblicità PubblicitàQuesto è probabilmente il modo in cui una coppia di ricercatori della Vanderbilt University ha sentito quando ha sequenziato il genoma del fago WO e scoperto il DNA che assomigliava al gene della latrotossina.
Questa tossina, trovata nei ragni delle vedove nere, colpisce fatalmente i buchi nelle cellule delle sue vittime.
La parte più sorprendente, tuttavia, non è che il virus abbia frammenti di DNA simili a un altro organismo.
PubblicitàGli scienziati sanno già che i virus possono rubare il DNA dai loro ospiti.
Questo è vero per entrambi i virus che infettano gli eucarioti - creature con un nucleo nelle loro cellule - e quelli che infettano i batteri. Ma i virus di solito hanno solo segmenti di DNA simili al loro ospite diretto.
Phage WO è diversa.
I ricercatori hanno scoperto che questo virus conteneva DNA che non assomiglia a quello del suo ospite - un parassita batterico chiamato Wolbachia - ma al DNA del suo ospite. Vale a dire, il ragno vedova nera.
Wolbachia non infetta solo ragni vedova nera. Si trova anche nelle cellule di oltre il 40% di tutti gli artropodi del mondo, inclusi insetti, crostacei e altri ragni.
La scoperta mette il fago WO in un posto unico tra i virus.
"A nostra conoscenza, questo è il primo rapporto di DNA simile ad un animale trovato in un virus batterico", ha scritto l'autore Sarah Bordenstein, ricercatore senior presso la Vanderbilt University, in un post sul blog.
Pubblicità PubblicitàLei e Seth Bordenstein, Ph. D., professore associato di scienze biologiche e patologia, microbiologia e immunologia presso Vanderbilt, hanno pubblicato il loro studio l'11 ottobre sulla rivista Nature Communications.
Finora, il fago WO è unico, ma ciò non significa che gli scienziati non alla fine trovino altri batteriofagi con il DNA animale.
"Sono ottimista sul fatto che i ricercatori trovino più casi in cui vengono rivelati genomi virali addizionali", ha detto Sarah Bordenstein, "specialmente ora che stiamo osservando, ma potrebbe non essere il caso. "
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Il DNA sta rubando?
È allettante dire che il virus "ruba" il DNA dal ragno della vedova nera.
Pubblicità PubblicitàMa ci sono molti modi in cui i due organismi potrebbero essere finiti con un DNA simile.
Potrebbero aver sviluppato i geni separatamente, ciò che è noto come evoluzione convergente. Lo stretto legame tra virus, batterio e artropodi, tuttavia, indica una sorta di trasferimento genico.
"Phage WO esiste in una nicchia unica perché infetta le cellule dei batteri di grande successo che infettano le cellule degli insetti", ha detto Sarah Bordenstein. "Questo offre maggiori opportunità per l'esposizione genetica e il trasferimento. "
PubblicitàQuindi se si trattava di un trasferimento genico, come è successo?
Phage WO potrebbe aver raccolto il DNA direttamente dal ragno della vedova nera. Oppure Wolbachia - o un altro virus o batterio - potrebbe aver raccolto il DNA del ragno e averlo trasferito sul fagi Fago.
Pubblicità PubblicitàO le sequenze di DNA avrebbero potuto fluire dall'altra parte.
"In parole povere, non siamo assolutamente fiduciosi nella direzione del trasferimento. Ma nessuna delle due opzioni sarebbe interessante? "Sarah Bordenstein ha detto a Healthline. "O il ragno ha trasmesso un utile pezzo di DNA a un virus batterico, o il fago ha contribuito all'evoluzione del veleno dei ragni. "
Nel suo blog, Sarah Bordenstein scrive che l'evidenza" si spinge verso il virus del ragno, possibilmente attraverso un intermediario ancora da scoprire. "
Il genoma di Phage WO non include l'intero gene della tossina ragno. Ma ha il DNA che è simile alla parte della protoxina del gene - questo segmento è pensato per essere coinvolto nella rottura delle cellule dei ragni che producono la tossina.
I ricercatori hanno anche trovato altri tipi di DNA simile ad animali nel genoma dei fagi. Questo DNA somigliava a geni usati dalle cellule animali per percepire agenti patogeni o eludere le risposte immunitarie.
Questi pezzi di DNA animale-simile possono aiutare il virus a penetrare attraverso le membrane delle cellule batteriche e animali o sopravvivere nell'ambiente cellulare dell'ospite animale.
Sono necessarie ulteriori ricerche per sapere quale scopo hanno questi segmenti di DNA, se esistono, per il fagi Fago.
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Virus per combattere i virus
I ricercatori hanno anche identificato il modo in cui il fago WO si inserisce nel genoma del suo ospite.
Questo, scrisse Sarah Bordenstein, "offre un potenziale metodo per accedere al cromosoma di Wolbachia per svelarne i segreti" - ovvero l'ingegneria genetica del virus.
Potrebbe essere utile per combattere i virus che colpiscono gli umani.
Uno degli ospiti di Wolbachia è la zanzara che trasporta virus come la dengue e Zika. Gli scienziati hanno scoperto che Wolbachia può ridurre la capacità delle zanzare di trasmettere questi virus dannosi.
La storia ci ha insegnato che i microbi si adattano costantemente. Matthew Aliota, Università del Wisconsin-Madison"Un importante vantaggio [di questo metodo] è che è autosufficiente", ha detto a Healthline Matthew Aliota, Ph.D., un assistente scienziato presso l'Università del Wisconsin-Madison.. "I Wolbachia sono ereditati per via materna, quindi una volta stabilito il Wolbachia in una popolazione non è più necessario rilasciare continuamente zanzare. "
Gli scienziati stanno usando questo approccio per combattere le malattie trasmesse dalle zanzare in Brasile e in altri paesi.
Il ceppo di Wolbachia utilizzato dal programma Eliminate Dengue è già efficace, il che rende l'ingegneria genetica meno allettante. Ma potrebbe non essere sempre così.
"Il biocontrollo di Wolbachia di dengue e Zika sembra estremamente promettente", ha detto Aliota. "Tuttavia, con ciò detto, c'è sempre spazio per miglioramenti. La storia ci ha insegnato che i microbi si adattano costantemente. "
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