04 marzo, 2014

El virus gigante que revivió después de 30.000 años

Virus más grandes que bacterias. Virus que incluso pueden ser infectados por otros virus. Virus con tantos genes que podrían formar una nueva rama evolutiva en el árbol de la vida. Sin dudas, el mundo de los virus gigantes es realmente fascinante. Y como si no tuviéramos suficiente, un nuevo estudio publicado el lunes en PNAS nos muestra como un virus gigante es "despertado" después de estar "criogenizado" por 30.000 años, o sea, un Futurama versión virus. 

Sobre este tema se ha hablado en casi todos los medios de comunicación científica: National Geographic, Science News, USA Today, New Scientist, aunque personalmente recomiendo las versiones de Materia (en español), Nature News (por Ed Yong) y en The New York Times (por Carl Zimmer); por lo que tendré la ventaja de contar con mucho material para hablar sobre este descubrimiento.

Micrografía de un Pithovirus que en parte izquierda parece tener una estructura similar a un corcho.

Hace 10 años, un grupo de investigadores franceses estudiaron una extraña bacteria que infectaba a las amebas. Lo extraño era que, por más que lo intentaban, no podían aislar y secuenciar el gen correspondiente a la subunidad 16S del ADN ribosomal, un marcador específico de las bacterias que permite identificarlas. No tardaron mucho en darse cuenta que la forma de este organismo no se parecía en nada al de las bacterias, era icosaédrico, y su mecanismo de infección era propio de los virus. No había duda, lo que habían descubierto era el virus más grande conocido a la fecha con 0,7 micras de longitud y un genoma con algo más de un millón de pares de base (1 Mb), que codificaban aproximadamente 1000 genes. Lo llamaron Mimivirus

Luego, en el 2011, los mismos investigadores, esta vez liderados por los esposos Jean-Michel Claverie y Chantal Abergel, descubrieron en las costas chilenas un virus que tenía un tamaño similar al Mimivirus, pero con un genoma ligeramente más grande. Se trataba del Megavirus. Parecía que estos investigadores se empecinaron en batir todas las marcas en lo que a tamaño de un virus se refiere. En julio del 2013 descubrieron un virus de un tamaño colosal: 1000 nanómetros (1 micra) y 2500 genes. Lo llamaron Pandoravirus

Estos virus se agruparon en dos clases: los Megaviridae, con forma icosaédrica, de 0,7 micras de longitud y un genoma de aproximadamente 1 Mb; y los Pandoravirus, con forma de ánfora, con 1 micra de longitud y genomas que pueden alcanzar los 2,8 Mb. Los Megaviridae requieren de las enzimas del núcleo de la célula hospedera para poder replicarse, mientras que los Pandoravirus lo hacen por su propia cuenta en el citoplasma ya que sus 2500 genes codifican todo lo que necesitan para multiplicarse.

Ahora, un nuevo tipo de virus gigante hace su ingreso por la puerta grande y ha esperado más de 30.000 años para reclamar su lugar como el virus más grande del mundo, claro, si es que no aparece por ahí otro que sea mucho más grande; y al ritmo que vamos, es muy probable que sí. 

Hace un par de años, un grupo de investigadores rusos liderados por David Gilichinsky lograron revivir plantas después de 30.000 años a partir de frutos y semillas que permanecieron congelados en el permafrost de Siberia, cerca al río Kolyma. Entonces, Jean-Michel Claverie se preguntó si también sería posible revivir a un virus de esta forma. Solicitó las muestras que fueron colectadas por el equipo ruso en el año 2000 en la tundra de la región de Chukotka, de un despeñadero de 23 metros a orillas del río Anui. Este bloque de hielo permaneció congelado por al menos 30.000 años (según la datación por radiocarbono), cuando los mamuts y los neandertales caminaban por la tierra. 

Luego, expusieron las muestras a distintos medios de cultivo utilizando como cebo a las amebas (por ahora, los principales hospederos de los virus gigantes conocidos a la fecha). Después de una larga espera, observaron en una de las placas que las amebas empezaban a morir. Inmediatamente aislaron y purificaron al virus para poder estudiarlo con mayor detalle. 

El virus tenía nada menos que 1,5 micras de longitud y 0,5 micras de diámetro (1000 veces más grande que un típico virus de la gripe), batiendo la marca impuesta por el Pandoravirus en el 2013. Morfológicamente se parece mucho a éste último, tiene forma de ánfora (de ahí su nombre Pithovirus), pero con una abertura en el extremo de la partícula viral que aparece sellada por un tapón que sobresale y que tiene una estructura de rejilla hexagonal. La secuenciación de su ADN reveló otra diferencia: este sólo tenía 0,6 Mb, de los cuales, el 67% no se parecía a nada conocido hasta la fecha. Esta poca cantidad de ADN en un virus de gran tamaño, hace que su genoma esté 150 veces menos compactado que en cualquier otro virus.



Otra diferencia importante es que su ciclo de vida se parece más al de los Megaviridae que al de los Pandoravirus, esto debido a su menor cantidad de genes que hace necesario que dependa de las enzimas del hospedero. 

El análisis de sus secuencias de ADN revela que corresponde a un tercer tipo de virus gigantes. Esto además refuerza la hipótesis que estos virus formarían parte de un nuevo dominio en el árbol de la vida porque muchos de sus genes tienen homólogos en procariotas, arqueas y eucariotas, especialmente los genes que codifican la maquinaria de traducción de proteínas, lo que indicaría que comparten un mismo ancestro común con todos los seres vivos pero que evolucionaron en sentido inverso, o sea, reduciendo el tamaño de su genoma, perdiendo genes y adaptándose a una vida parasitaria dentro de una célula hospedera. Para ello los investigadores seguirán trabajando hasta encontrar nuevos especímenes que refuercen su teoría. 

Por otro lado, se ha generado una especie de miedo que se ve reflejado en todas los artículos que he leído. En vista que los investigadores han demostrado resucitar un virus completamente nuevo después de 30.000 años, es probable que con el calentamiento global y las extracciones petroleras en Siberia, se derrita el hielo del permafrost y despierten a otros virus que ahí puedan estar presentes. Estos virus podrían llegar a infectar a los humanos y causar enfermedades para las cuales no estamos preparados. Esta hipótesis podría ser cierta pero tal vez no sea muy probable que ocurra ya que los virus son muy específicos con sus hospederos. Tal vez si estos virus infectaron a algún ancestro humano o especie relacionada con nosotros podría llegar a infectarnos. 

Como bonus track, unos selfies de este nuevo virus gigante:

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