Kyoto, Japón – Los virus dependen de la maquinaria de traducción del huésped para replicarse y volverse infecciosos. La eficiencia de la traducción depende en parte del uso de codones, o secuencias de tres nucleótidos, que coinciden con el acervo celular de ARNt, moléculas clave en la traducción. El uso de codones raros, que no están bien respaldados por el acervo de ARNt celular, tiende a inducir pausas en el ribosoma e inestabilidad del ARNm, debilitando a menudo al virus.
Sin embargo, muchos virus eucariotas utilizan un patrón de codones que difiere del de sus huéspedes, al tiempo que dependen del mecanismo de traducción del huésped. Teóricamente, esta falta de coincidencia debería obstaculizar la traducción del ARNm viral, pero estos virus pueden haber encontrado una forma de aliviar esta condición de traducción desfavorable durante la infección. Para comprender cómo sucede esto, un equipo internacional de investigadores, incluyendo un equipo de la Universidad de Kyoto, decidió investigar.
El equipo se centró en el virus gigante Acanthamoeba polyphaga mimivirus, o APMV. Este virus tiene un genoma rico en secuencias AT, pero un contenido de GC de solo el 28 por ciento, mientras que la ameba que alberga a este virus tiene un contenido de GC del 58 por ciento. Para identificar la dinámica de esta infección viral, los investigadores examinaron células de ameba infectadas por APMV utilizando una combinación de métodos de secuenciación, incluyendo el perfilado de ribosomas para estimar la frecuencia de las pausas en la traducción y la secuenciación de ARNt para determinar la composición del ARNt.
Los datos del perfilado de ribosomas revelaron un resultado contraintuitivo: los eventos de pausa del ribosoma fueron menos frecuentes en los ARNm virales que en los ARNm del huésped, a pesar de la falta de coincidencia en el uso de codones. Inicialmente, los investigadores predijeron que el acervo de ARNt cambiaría después de la infección viral para favorecer la traducción del ARNm viral rico en AT, pero los análisis posteriores no revelaron cambios significativos.
En cambio, el equipo de investigación descubrió un entorno subcelular especializado para traducir los ARNm virales. En esta estructura similar a un orgánulo, los codones utilizados con frecuencia por el virus son más accesibles al ARNt que los mismos codones en los ARNm del huésped, aliviando la falta de coincidencia entre la oferta y la demanda de codones.
Esta estrategia heterogénea es completamente diferente de la estrategia homogénea de los virus bacterianos, que tienden a emplear el mismo codón que sus huéspedes para una traducción óptima. Los investigadores especulan que este mecanismo de traducción local recién descubierto puede representar una estrategia común a muchos otros virus, incluidos los patógenos humanos.
«Siempre he pensado que el uso de codones ricos en AT del APMV es una consecuencia evolutiva del sesgo mutacional», dice el líder del equipo, Hiroyuki Ogata. «Sin embargo, nuestros resultados implican que puede ser una estrategia evolutiva adaptativa para utilizar eficientemente los recursos celulares al tiempo que se evita la competencia con el huésped.»
En el futuro, el equipo tiene la intención de obtener más datos sobre este entorno subcelular y proporcionar una comprensión más sistemática del proceso de infección viral.
«Nuestro estudio plantea naturalmente muchas preguntas fascinantes», dice la primera autora, Ruixuan Zhang. «¿Cómo se crea este entorno subcelular? ¿Qué proteínas o ARN específicos impulsan su formación? ¿Se puede generalizar esta distribución molecular heterogénea a otros microorganismos intracelulares? Estas son preguntas desafiantes que me entusiasman explorar.»
