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  • 11/05/2017

Ingeniería genética

Reconstruyen una proteína «fósil» que protege a las bacterias actuales de los virus

Tras introducir versiones ancestrales de la proteína tiorredoxina en E. coli mediante ingeniería genética, comprueban que protege a la bacteria frente infecciones del bacteriófago T7.

Cell Reports

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Micrografía electrónica de barrido coloreada de bacterias Escherichia coli. [NIAID / Flickr].

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Así concluye un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Granada y publicado en la revista Cell Reports. El avance podría aplicarse en el campo de la bioingeniería de plantas para modificar genéticamente especies y hacerlas resistentes a determinados virus que causan pérdidas devastadoras en las cosechas. La mejora sería de gran utilidad sobre todo en países en los que la subsistencia depende de un cultivo concreto, como el arroz, el trigo, la yuca o el plátano, y en los que una infección vírica puede tener consecuencias desastrosas para la población.

«Se trata de una carrera armamentística en la evolución en toda regla. A lo largo de miles de millones de años, la tiorredoxina ha estado evolucionando continuamente para evitar ser secuestrada por el virus, y este, a su vez, ha estado evolucionando para secuestrar la proteína. Lo que nosotros hemos hecho ahora es desmontar toda la estrategia del virus, al utilizar una proteína fósil en lugar de la actual», explica José Manuel Sánchez Ruiz, autor principal del artículo.

Como las lenguas extintas

El laboratorio de Sánchez Ruiz está especializado en la reconstrucción de secuencias de genes antiguos que codifican proteínas. «El proceso de reconstrucción de una proteína fósil es comparable al de una lengua extinta: si tenemos en cuenta cómo han evolucionado las palabras, podemos determinar cómo eran originalmente. La reconstrucción de secuencias ancestrales es similar y, para llevarla a cabo, necesitamos muchas secuencias de proteínas actuales, lo cual no representa ningún problema en la llamada era genómica», afirma Sánchez Ruiz.

En este contexto, la tiorredoxina es una de las proteínas más útiles para los investigadores para ser reconstruida en el laboratorio, porque existe prácticamente desde el origen de la vida y está presente en todos los organismos modernos. El ser humano no puede vivir sin ella, ni tampoco E. coli. La tiorredoxina es, además, una de las proteínas que el bacteriófago debe reclutar para sobrevivir y replicarse. En una serie de experimentos, los investigadores analizaron siete reconstrucciones de tiorredoxinas primordiales, con edades comprendidas entre 1500 y 4000 millones de años, para ver si podían funcionar en bacterias de E. coli actuales.

Las tiorredoxinas antiguas pasaron la prueba con diversos grados de éxito. «Algo que nos resultó un poco sorprendente, ya que el organismo actual ofrece un entorno celular completamente diferente para la proteína. Las tiorredoxinas ancestrales tenían diferentes socios moleculares. Hemos comprobado que, cuanto más antiguas son las proteínas que resucitamos en el laboratorio, menos funcionalidad presentan en un organismo moderno. Pero incluso cuando reconstruimos proteínas cercanas al origen de la vida, todavía muestran alguna funcionalidad», explica Asunción Delgado, coautora del estudio.

Los investigadores advierten que la «resurrección» de proteínas antiguas puede ser algo más que una curiosidad científica y sostienen que, en vegetales, estas se podrían editar para conferir protección contra los virus que infectan a los cultivos. Una idea que, no obstante, aún no se ha comprobado en las plantas.

«Los virólogos tienden a centrarse en las infecciones que afectan a seres humanos, pero los virus que matan a un gran número de personas en algunos países no son patógenos humanos, sino más bien los virus que tienen efectos devastadores en cosechas y provocan hambrunas generalizadas. Si logramos aplicar este procedimiento a las plantas, no lo haríamos con genes de bacterias antiguas, sino con genes de la misma planta. Sería la versión ancestral de un gen de la misma planta lo que utilizaríamos. Estamos hablando de una alteración genética, por supuesto, pero relativamente pequeña. No se trataría de algo similar a la película Parque Jurásico. Sería simplemente un cambio comparativamente pequeño en un gen que la planta ya tiene», concluye Sánchez Ruiz.

Más información en Cell Reports

Fuente: Universidad de Granada

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