27 de abril de 2000
Llegando al núcleo del reovirus
Investigadores del HHMI han dilucidado la estructura de un
importante componente del reovirus, un virus de ARN de doble cadena que
tiene similitudes con patógenos tales como el rotavirus, que
causa una diarrea en niños potencialmente mortal.
Utilizando cristalografía de rayos X, un equipo conducido por
Stephen C.
Harrison, un investigador del HHMI en el Hospital de Niños,
en Boston y en la Universidad Harvard, determinó la arquitectura
tridimensional de la estructura del núcleo del reovirus.
El equipo, que también incluía al autor principal,
Karin M. Reinisch, un estudiante postdoctoral en el laboratorio de
Harrison y Max L. Nibert, en el Instituto de Virología Molecular
de la Universidad de Wisconsin, en Madison, informaron sus resultados
en el número del 27 de abril de 2000, de la revista
Nature.
"Este trabajo proporcionará una gran comprensión en
dos niveles", dice Aaron Shatkin, director del Centro para
Biotecnología Avanzada y Medicina de la Universidad Rutgers y
profesor en la Universidad de Medicina y Odontología de Nueva
Jersey-Facultad de Medicina Robert Wood Johnson. Menciona que el
entendimiento de la estructura del reovirus proveerá de
información para estudios sobre el envío de mensajes
genéticos a las células de formas de vida más
evolucionadas, incluyendo a los seres humanos. Muchos virus de ARN de
doble cadena se encuentran en la naturaleza, de modo que la estructura
podría servir como modelo para los virus relacionados, dice
Shatkin.
El núcleo del reovirus es un componente interno del virus que
permanece intacto después de que el virus penetra a la
célula huésped, como ocurre con otros virus de ARN de
doble cadena de plantas y animales. El núcleo sintetiza,
modifica y exporta el ARN mensajero viral (ARNm), el cual eventualmente
se abre paso a los ribosomas de la célula huésped, donde
se construyen las proteínas virales a partir del ARNm,
concluyendo así la toma de posesión viral de la
célula huésped.
Una vez que el grupo de Harrison resolvió la estructura del
núcleo, comenzó a examinar su papel en la
replicación viral. Los investigadores descubrieron que el
núcleo contiene el genoma viral, que se compone de diez
segmentos distintos de ARN de doble cadena. También demostraron
que el núcleo organiza al ARN para poder transcribirlo
fácilmente en muchas copias.
El equipo de Harrison descubrió cómo el núcleo
asegura que el ARNm sea modificado con una cubierta de metil guanosina,
en una secuencia de reacciones que fueron descubiertas hace muchos
años por Shatkin.
"El reovirus genera una jaula para atrapar el extremo del ARN
mensajero mientras este emerge del núcleo", explica Harrison.
"Hace una cavidad que sostiene al ARN el tiempo suficiente para que
este pueda golpear en cinco sitios posibles, que pueden hacer el
trabajo para asegurarse de que el ARN se encapsule".
Estas "cavidades" se asemejan a pequeñas torres que se
proyectan desde el núcleo y son la maquinaria que se encarga de
la encapsulación. Los ARNm sintetizados se encapsulan en el
instante en que emergen del sitio activo de la polimerasa. La cubierta
de guanosina es esencial para la estabilidad del ARN y para que el
ribosoma reconozca al ARN viral.
La opinión de Harrison es que el estudio de la estructura de
patógenos virales importantes ha revelado una gran cantidad de
principios fundamentales sobre el ensamblaje macromolecular y
proteico.
"Siempre he estado interesado en todos los aspectos de los problemas
concernientes a la estructura viral", dice Harrison. En el caso del
núcleo del reovirus, se pregunta, ¿cómo se
organiza una estructura de forma tal que pueda hacer, suavemente y sin
enredo, múltiples copias de diez ARN mensajeros diferentes,
encapsularlas y sacarlas afuera?
El núcleo del reovirus también ha interesado al
laboratorio de Harrison porque el reovirus puede tener semejanzas con
otros virus de ARN de doble cadena que sean patógenos
importantes.
En estudios próximos, el grupo de Harrison considerará
la relación entre la estructura y la función de las
proteínas de la cubierta externa que hacen que los reovirus y
rotavirus penetren a las células.
En términos generales, los virus utilizan dos estilos de
entrada. Los virus con cubierta, como el virus de la gripe y el HIV,
tienen membranas de dos capas y penetran fusionando sus cubiertas con
la membrana de la célula. Ha sido más difícil
resolver cómo logran entrar a las células los virus sin
membrana, sin cubierta, como el reovirus y el poliovirus, dice
Harrison.
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