Los microorganismos revelan cómo nuestros predecesores unicelulares incorporaron ADN viral en sus propios genomas.

Los investigadores han descubierto restos de antiguos virus gigantes en el genoma de Amoebidium, un organismo unicelular, lo que sugiere que dichas secuencias virales pueden haber desempeñado un papel en la evolución de formas de vida complejas. Este estudio destaca la relación dinámica entre los virus y sus huéspedes, que también refleja la genética humana.

Un nuevo estudio publicado en la revista científica ha descubierto un giro sorprendente en la historia evolutiva de la vida compleja. Avances científicos. Investigadores de la Universidad Queen Mary de Londres han descubierto que un organismo unicelular, estrechamente relacionado con los animales, contiene restos de antiguos virus gigantes en su código genético. Este descubrimiento proporciona información sobre cómo los organismos complejos pueden haber adquirido algunos de sus genes y destaca la interacción dinámica entre los virus y sus huéspedes.

El estudio se centró en un microbio llamado Amoebidium, un parásito unicelular que se encuentra en ambientes de agua dulce. Al analizar el genoma de Amoebidium, los investigadores dirigidos por el Dr. Alex de Mendoza Soler, profesor titular de la Facultad de Ciencias Biológicas y del Comportamiento de Queen Mary, encontraron una sorprendente abundancia de material genético procedente de virus gigantes, algunos de los virus más grandes conocidos por la ciencia. Estas secuencias virales estaban fuertemente metiladas, una etiqueta química que a menudo silencia los genes.

“Es como encontrar caballos de Troya escondidos dentro de Amebidium ADN”, explica el doctor de Mendoza Soler. «Estas inserciones virales son potencialmente dañinas, pero Amoebidium parece mantenerlas bajo control silenciándolas químicamente».

El microbio Amoebidium appalachense atraviesa su ciclo de vida de desarrollo en el laboratorio. Los núcleos se dividen dentro de una célula hasta la madurez (~40 h en el video), cuando cada núcleo se convierte en una sola célula y la colonia se descompone dando lugar a la progenie. Crédito: Álex de Mendoza

Investigación en curso e implicaciones.

Luego, los investigadores investigaron qué tan extendido podría estar este fenómeno. Compararon los genomas de varios aislados de Amoebidium y encontraron una variación significativa en el contenido viral. Esto sugiere que el proceso de integración y silenciamiento viral es continuo y dinámico.

«Estos hallazgos desafían nuestra comprensión de la relación entre los virus y sus huéspedes», dice el Dr. de Mendoza Soler. “Tradicionalmente, los virus son vistos como invasores, pero este estudio sugiere una historia más compleja. Las inserciones virales pueden haber desempeñado un papel en la evolución de organismos complejos al proporcionarles nuevos genes. Y esto es posible gracias a la domesticación química del ADN de estos intrusos”.

Células de Amoebidium appalachense teñidas para detectar ADN (en azul, que muestra el núcleo) y actina (en verde), resaltando las membranas celulares en la etapa de celularización de la colonia. Crédito: Álex de Mendoza

Además, los descubrimientos en Amoebidium ofrecen paralelos intrigantes con la forma en que nuestros propios genomas interactúan con los virus. Al igual que Amoebidium, los humanos y otros mamíferos tienen restos de virus antiguos, llamados retrovirus endógenos, integrados en su ADN. Aunque estos restos alguna vez fueron considerados «ADN basura» inactivo, ahora algunos pueden ser beneficiosos. Sin embargo, a diferencia de los virus gigantes que se encuentran en Amoebidium, los retrovirus endógenos son mucho más pequeños y el genoma humano es significativamente más grande. Investigaciones futuras pueden explorar estas similitudes y diferencias para comprender la compleja interacción entre virus y formas de vida complejas.

Referencia: “La metilación del ADN permite la endogenización recurrente de virus gigantes en un pariente animal” por Luke A. Sarre, Iana V. Kim, Vladimir Ovchinnikov, Marine Olivetta, Hiroshi Suga, Omaya Dudin, Arnau Sebé-Pedrós y Alex de Mendoza, julio 12, 2024, Avances científicos.
DOI: 10.1126/sciadv.ado6406