Vírus que roubam DNA
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Se estudar vírus que infectam bactérias não é sua paixão ao longo da vida, você ainda pode estar interessado em saber que um bacteriófago está abrigando DNA que parece estar ligado a uma toxina de aranha.
Se você for um biólogo que estuda esses tipos de vírus, essa descoberta pode ser uma surpresa total.
Publicidade PublicidadeProvavelmente, como um par de pesquisadores da Vanderbilt University sentiu quando sequenciaram o genoma do fago WO e descobriram DNA que se assemelhava ao gene da latrotoxina.
Esta toxina, encontrada em aranhas de viúva negra, atinge fatalmente buracos nas células de suas vítimas.
A parte mais surpreendente, porém, não é que o vírus tenha pedaços de DNA semelhantes a outro organismo.
PublicidadeOs cientistas já sabem que os vírus podem roubar DNA de seus anfitriões.
Isso é verdade para ambos os vírus que infectam eucariotas - criaturas com um núcleo em suas células - e aqueles que infectam bactérias. Mas os vírus geralmente só possuem segmentos de DNA semelhantes ao seu hospedeiro direto.
Phage WO é diferente.
Os pesquisadores descobriram que esse vírus continha DNA que se assemelha não ao de seu hospedeiro - um parasita bacteriano chamado Wolbachia -, mas o DNA do hospedeiro de seu hospedeiro. Ou seja, a aranha da viúva negra.
Wolbachia não apenas infecta aranhas de viúva negra. Também é encontrado nas células de mais de 40% de todos os artrópodes no mundo, incluindo insetos, crustáceos e outras aranhas.
A descoberta coloca o fago WO em um lugar único entre os vírus.
"Para nosso conhecimento, este é o primeiro relatório de DNA semelhante a um animal encontrado em um vírus bacteriano", escreveu a autora Sarah Bordenstein, especialista em pesquisa da Universidade Vanderbilt, em uma postagem no blog sobre a descoberta.
Publicidade PublicidadeEla e Seth Bordenstein, Ph. D., professor associado de ciências biológicas e patologia, microbiologia e imunologia de Vanderbilt, publicaram seu estudo em 11 de outubro na revista Nature Communications.
Até agora, o fago WO é único, mas isso não significa que os cientistas não encontrarão eventualmente outros bacteriófagos com DNA semelhante a um animal.
"Estou otimista de que os pesquisadores encontrarão mais casos à medida que os genomas virais adicionais são revelados", disse Sarah Bordenstein, "especialmente agora que estamos atentos, mas isso pode não ser o caso. "
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O roubo de DNA?
É tentador dizer que o vírus "roubou" o DNA da aranha negra da viúva.
Publicidade PublicidadeMas há muitas maneiras pelas quais os dois organismos poderiam ter acabado com DNA similar.
Eles poderiam ter desenvolvido os genes separadamente, o que se conhece como evolução convergente. A estreita ligação entre vírus, bactérias e artrópodes, porém, aponta para algum tipo de transferência de genes.
"O Phage WO existe em um nicho exclusivo porque infecta as células de bactérias altamente bem sucedidas que infectam as células dos insetos", disse Sarah Bordenstein. "Isso oferece mais oportunidades de exposição e transferência genética. "
PublicidadeEntão, se fosse uma transferência de genes, como aconteceu?
Phage WO pode ter apanhado o DNA diretamente da aranha da viúva negra. Ou Wolbachia - ou outro vírus ou bactéria - pode ter apanhado o DNA da aranha e passou para o fago WO.
Advertisement PublicidadeOu as seqüências de DNA poderiam ter fluido do outro lado.
"Simplificando, não temos absoluta confiança na direção da transferência. Mas nenhuma opção seria interessante? "Sarah Bordenstein disse à Healthline. "Ou a aranha passou por um útil pedaço de DNA para um vírus bacteriano, ou o fago contribuiu para a evolução do veneno de aranha. "
Em seu blog, Sarah Bordenstein escreve que as evidências" se inclinam contra a aranha para o vírus, possivelmente através de um intermediário ainda a ser descoberto ". "
O genoma do Fago WO não inclui o gene da toxina da aranha inteira. Mas tem DNA que é semelhante à parte de protoxina do gene - este segmento é pensado para estar envolvido na ruptura das células de aranha que produzem toxina.
Os pesquisadores também encontraram outros tipos de DNA semelhante ao animal no genoma do fago. Este DNA se assemelhava a genes usados por células animais para detectar patógenos ou evadir respostas imunes.
Esses pedaços de DNA semelhante a animais podem ajudar o vírus a romper as membranas das células bacterianas e animais ou sobreviver no ambiente celular do hospedeiro animal.
Mais pesquisas são necessárias para saber o propósito desses segmentos de DNA, se houver, para o fago WO.
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Vírus contra vírus
Os pesquisadores também identificaram como o fago WO se insere no genoma do seu hospedeiro.
Isto, escreveu Sarah Bordenstein, "oferece um método potencial de acesso ao cromossomo Wolbachia para desbloquear seus segredos" - aka engenharia genética do vírus.
Isso pode ser útil para combater vírus que afetam os seres humanos.
Um dos anfitriões de Wolbachia é o mosquito que transporta vírus como dengue e Zika. Os cientistas descobriram que Wolbachia pode reduzir a capacidade dos mosquitos para transmitir esses vírus prejudiciais.
A história nos ensinou que os micróbios se adaptam constantemente. Matthew Aliota, Universidade de Wisconsin-Madison"Uma grande vantagem [deste método] é que é auto-sustentável", disse Matthew Aliota, Ph. D., cientista assistente da Universidade de Wisconsin-Madison, a Healthline. "Wolbachia são herdados pela mãe, então, uma vez que você estabelece Wolbachia em uma população, você não precisa mais libertar os mosquitos. "
Os cientistas estão usando essa abordagem para combater as doenças transmitidas por mosquitos no Brasil e em outros países.
A estirpe de Wolbachia usada pelo Programa Eliminar Dengue já é eficaz, o que torna a engenharia genética menos sedutora. Mas isso nem sempre é o caso.
"O biocontrole de Wolbachia da dengue e Zika parece ser extremamente promissor", disse Aliota. "No entanto, com isso dito, sempre há margem para melhorias. A história nos ensinou que os micróbios se adaptam constantemente. "
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