El post de hoy es obra de Mercedes Porcel, alumna de la asignatura de comunicación científica del máster en biotecnología molecular y celular de plantas.
La virología vegetal empezó a finales del siglo XIX, cuando se descubrió la enfermedad del mosaico en tabaco causada por el virus conocido como Tobacco mosaic virus. Desde entonces, un gran número de diversos virus han sido descubiertos en plantas, animales, hongos y bacterias. El número actual de virus reconocidos es cerca de 4000, de los cuales cerca de 1000 son virus vegetales. La principal razón por la que estudiamos los virus vegetales es el impacto negativo que las enfermedades virales tienen en la producción de los cultivos. Históricamente, los virus han sido percibidos como una amenaza casi exclusiva a la sanidad humana, animal y vegetal. Sin embargo, los recientes progresos como resultado de un mayor entendimiento de las interacciones virus-hospedante han transformado a los virus en importantes herramientas biomédicas y biotecnológicas. Por ejemplo, los virus vegetales se emplean para producir en las plantas grandes cantidades de proteínas de interés y para desarrollar vacunas seguras y de bajo costo contra virus humanos y animales. Por lo tanto, es de gran importancia conocer en mayor profundidad las interacciones que ocurren durante el proceso infectivo.
Debido a su naturaleza los virus requieren de tejido vivo para su perpetuación, por lo que el proceso de infección de estos patógenos da lugar a numerosas interacciones entre los componentes del virus y el hospedador. Dichas interacciones pueden facilitar o, por el contrario, restringir la infección.
En el laboratorio en el que estoy realizando el trabajo fin de máster, han descubierto un mecanismo de regulación de la infección vírica, por el cual unas proteínas de la planta modifican a las partículas virales y restringen su capacidad infectiva. Esto lo descubrieron Martinez-Perez et al. (2017) en el virus del mosaico de la alfalfa (AMV). Identificaron la primera proteína vegetal con capacidad de modificar al ARN del virus (la molécula que lleva toda la información necesaria para dar lugar a un nuevo virus). Entonces, la modificación que más ocurre en el ARN de las células eucariotas, la metilación (adición de un grupo CH3) del nitrógeno en posición 6 de la adenosina (base nitrogenada del ARN), parece ser un mecanismo regulador en la biología de los virus ARN.
A rasgos generales el trabajo consiste en primer lugar en sembrar las semillas de los distintos mutantes de la especie de la planta de Arabidopsis a estudio, frente al fenotipo natural. Los mutantes carecen de la proteína encargada de desmetilar (eliminar los grupos metilos del ARN del virus) y otros de ellos carecen de las proteínas que detectan dicha modificación.
En segundo lugar, consiste en infectar las plantas de Arabidopsis con los virus: TRV (Tobacco rattle virus, virus del cascabel del tabaco), TuMV (Turnip mosaic virus, virus del mosaico del nabo) y TCV (Turnip crinkle virus, virus de la arruga del nabo). Pasados unos días se recogen las plantas de Arabidopsis thaliana y se trituran en nitrógeno líquido (para que no se degraden las moléculas de ARN del virus) y luego se extrae el ARN total del tejido vegetal, el cual si la infección ha sido exitosa se debería poder observar posteriormente el ARN viral. Una vez se ha logrado extraer el ARN total de la planta se procede a su detección mediante técnicas de laboratorio. Entre ellas la que más empleo es el Northern blot, consta de una separación de las moléculas de ARN por tamaño para su posterior transferencia a una membrana, en la cual se detectará el ARN del virus a estudio con una sonda específica. Seguidamente se cuantifican los ARNs observados en cada planta y se compara entre cada mutante y con la planta de fenotipo silvestre, es decir la que no presenta mutaciones en su genoma y contiene las proteínas que participan en la modificación del ARN. De esta forma se podrá dilucidar si la presencia o ausencia de las proteínas encargadas de la modificación en el ARN viral son partícipes de la regulación de la infección viral en TRV, TCV y TuMV.
En conclusión, en este trabajo se pretende descubrir si se regula la infección viral del mismo modo que en AMV en otros virus de plantas y demostrar que este mecanismo regulador puede ser más universal de lo esperado. Además, se pretende explorar la posibilidad de que haya otras proteínas encargadas de modificar el estado de metilación del ARN y que puedan modular la infección viral.
Muy buen artículo, muchas gracias