Descubren un nuevo mecanismo de inmunidad contra un virus de ARN en plantas

Cientficos del Instituto de Biologa Molecular y Celular de Plantas demuestran que unas protenas llamadas ECTs actan frente a virus como el del mosaico de la alfalfa y la patata

Redaccin Interempresas01/08/2023

Un grupo de investigacin del Instituto de Biologa Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Cientficas (CSIC) y la Universitat Politcnica de Valncia (UPV), ha descubierto que un grupo de protenas de plantas pertenecientes a una familia denominada ECTs participan como efectores de la respuesta inmune frente al virus del mosaico de la alfalfa. Este trabajo, que se publica en la revista The EMBO Journal, podra contribuir a disear productos homlogos a las ECTs y obtener as nuevas formas de luchar contra los virus en plantas.

En todos los organismos conocidos, el ARN decodifica la informacin gentica contenida en el ADN para producir las protenas que realizarn las funciones del organismo vivo. Este ARN puede sufrir una serie de modificaciones denominadas modificaciones epigenticas. En un gran nmero de virus, como por ejemplo el SARS-CoV-2, el coronavirus que provoc la reciente pandemia mundial, la informacin gentica est codificada en una o ms molculas de ARN (se conocen como virus de ARN), las cuales sufren el mismo tipo de modificaciones epigenticas.

La principal modificacin epigentica es la metilacin, donde se producen alteraciones en la transcripcin gentica sin necesidad de que se produzca una alteracin en el ADN. Esta modificacin est regulada por protenas escritoras (metiltransferasas), borradoras (desmetilasas) y lectoras, que se unen al ARN modificado y modulan la funcin del mismo. La alteracin de los niveles de cualquiera de estas protenas tiene un profundo impacto en el ciclo de infeccin de los virus.

Una investigadora trabaja con las plantas analizadas en el estudio en el IBMCP. Foto: UPV.

El epitranscriptoma, los procesos que suceden a nivel molecular en los organismos y que incluyen la modificacin y la edicin de ARN, se ha revelado recientemente como una capa esencial de regulacin que contribuye a la adaptacin al estrs y la tolerancia en las plantas, destaca Vicente Palls Benet, que dirige el grupo de Virologa Molecular de Plantas del IBMCP.

Este grupo de investigacin ya haba demostrado cmo un virus de ARN de plantas, el virus del mosaico de la alfalfa o AMV, secuestra la maquinaria celular de modificacin epigentica del ARN para regular la metilacin en su propio ARN. Ahora hemos descubierto que algunas ECTs constituyen una nueva capa de defensa de las plantas frente a los virus, explica Palls.

Uso de plantas mutantes

En el nuevo artculo se analiza el papel que tienen las protenas lectoras en este proceso de modificacin del ARN del virus que permite su infeccin. Mediante el uso de diferentes plantas mutantes, han demostrado que estas protenas, que en plantas se conocen como ECTs, son efectores directos de la inmunidad antiviral contra un virus de ARN modificado para permitir la infeccin.

Este mecanismo defensivo est mediado por la interaccin directa de estas protenas con el ARN viral, tal y como pusimos de manifiesto utilizando un potente mtodo de marcaje por proximidad conocido como HyperTRIBE, describe Mireya Martnez-Prez, primera autora del trabajo. Estas ECTs poseen unas regiones ricas en aminocidos como la tirosina que favorecen su interaccin y agrupamiento en condensados biomoleculares mediante un proceso que se conoce con el nombre de separacin de fase. Esa propiedad de formar acmulos es donde parecen residir sus propiedades antivirales, afirma Frederic Aparicio, profesor de la UPV participante en el trabajo.

Implicacin en enfermedades humanas

La desregulacin de la modificacin del ARN est implicada en muchas enfermedades humanas, incluido el cncer, y en infecciones de origen viral. Descubrir un nuevo mecanismo antiviral siempre abre nuevas expectativas para el desarrollo de estrategias de control de enfermedades, en este caso virales, asegura Palls. El diseo de molculas homlogas de las ECTs antivirales o inhibidoras de las protenas desmetilasas provirales puede ensanchar el limitado repertorio de estrategias de combate frente a los virus de plantas, remarca el investigador.

Adems, dado que estas protenas estn implicadas en eventos de proliferacin celular, el progreso en el conocimiento de su modo de accin puede tener un impacto significativo en la modulacin de los procesos de desarrollo y de defensa de los organismos eucariotas, es decir, de animales, plantas, hongos y protistas, aseguran los investigadores. La investigacin ha sido realizada en colaboracin con el laboratorio del profesor Peter Brodersen del Departamento de Biologa de la Universidad de Copenhague (Dinamarca).

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