Investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State), en Estados Unidos, identifican un mecanismo estructural que permite a ciertos virus liberar su material genético de forma dirigida y eficiente al infectar a sus huéspedes.
El hallazgo, publicado en la revista ‘Science Advances’, se basa en el estudio del Virus de la Arruga del Nabo y muestra cómo una asimetría deliberada en la cápside viral resulta clave para la propagación de la infección. El trabajo se dio a conocer este mes y podría tener aplicaciones en el desarrollo de fármacos antivirales, vacunas y terapias basadas en ARN.
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Cápside viral presenta una asimetría funcional que orienta el material genético durante la infección. Foto:iStock.
Un desequilibrio estructural con función biológica.
Tradicionalmente, los virus se han descrito como estructuras perfectamente simétricas que encapsulan su material genético con gran precisión. Sin embargo, el nuevo estudio revela que esa simetría no es completa. Según explica Ganesh Anand, profesor asociado de química, bioquímica y biología molecular en Penn State y autor principal del trabajo, los virus utilizan señales químicas para determinar cómo empaquetar y liberar su ARN.
“Esta polaridad guía el ARN, su material genético que permite la propagación de la infección viral, y nuestra investigación demuestra que la asimetría es lo que le otorga al virus esta polaridad esencial”, señala Anand.
De acuerdo con los investigadores, los virus incorporan pequeñas imperfecciones en su envoltura proteica que les permiten controlar cómo y dónde se organiza el material genético antes de salir de la célula huésped.
Un enlace isopeptídico una proteínas y géneros polaridad para liberar el ARN en un punto específico. Foto:stock
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El papel del enlace isopeptídico
El equipo estudió la arquitectura del Virus de la Arruga del Nabo, un patógeno vegetal con una cubierta icosaédrica similar a la de numerosos virus humanos, como los enterovirus, norovirus, poliovirus, el virus de la hepatitis B o el de la varicela.
Los científicos descubrieron que un único enlace químico, denominado enlace isopeptídico, conecta dos proteínas estructurales de la cápside viral. Este enlace genera una leve asimetría que agrupa el ARN en un lado de la partícula viral, asegurando que el material genético se libera en una dirección concreta al iniciar la infección.
Anand compara este mecanismo con un dado “cargado”: “Cuando el virus entra en una célula y comienza a desintegrarse, este diseño garantiza que el material genético salga por un punto de salida específico, rápido y en la dirección correcta”.
El descubrimiento podría aplicarse al desarrollo de vacunas antivirales y terapias basadas en ARN. Foto:iStock
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Observación directa del proceso de liberación.
Para llegar a estas conclusiones, los investigadores emplearon técnicas avanzadas de imagen en las instalaciones centrales de Penn State, financiadas con fondos públicos. Utilizaron microscopía crioelectrónica y espectrometría de masas de intercambio de hidrógeno-deuterio, lo que les permitió captar un momento nunca antes observado: un virus parcialmente expandido, preparado para liberar su ARN.
“El ARN no flota simplemente”, explica Anand. “Se ubica justo donde los ribosomas del huésped pueden atraparlo, lo que permite al virus comenzar a producir sus propias proteínas antes de que se active la defensa celular”.
Los autores señalan que identificar este punto débil estructural podría facilitar el diseño de nuevos antivirales capaces de unirse a estos sitios asimétricos y desestabilizar la cápside viral. Además, el descubrimiento podría contribuir al desarrollo de terapias de ARN más eficaces.
Sean Braet, investigador postdoctoral en Penn State y coautor del estudio, destaca que este conocimiento podría aplicarse al diseño de vacunas: “Esto podría implicar vacunas que liberen ARN justo donde se necesita, cerca de la maquinaria de producción de proteínas, para reducir la degradación y aumentar su eficacia”.
Prensa Europa.
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*Este contenido fue reescrito con la asistencia de una inteligencia artificial, basado en información de Europa Press, y contó con la revisión de la periodista y un editor.
