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UAM Gazette

Profundizan en el conocimiento de los rotavirus

12/09/2018
Rotavirus estudiado mediante microscopía de fuerzas atómicas (AFM) La punta del AFM, que está al final del cantiléver, escarba en un rotavirus para acceder a todas sus capas de proteína, mientras que el láser mide la fuerza que hay que aplicar.

Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), el Instituto de Salud Carlos III y el Centro Nacional de Biotecnología (CNB) han logrado medir las propiedades mecánicas de las múltiples capas proteicas que protegen al retrovirus. Los resultados, publicados en eLife, podrían abrir nuevas vías para el desarrollo de tratamientos frente a la infección por este tipo de virus que afecta principalmente a niños pequeños.

Un equipo de investigadores españoles ha descrito en la revista eLife nuevas características sobre las propiedades mecánicas del rotavirus, uno de los varios virus que causan las infecciones que comúnmente llamamos gastroenteritis y la causa más común de diarrea grave en niños menores de 5 años.

El trabajo –liderado desde la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), el Instituto de Salud Carlos III y el Centro Nacional de Biotecnología (CNB)– detalla por primera vez la interacción entre la función y las propiedades mecánicas de un virus de "múltiples capas”.

"Nuestros resultados muestran cómo las propiedades biofísicas de las tres capas proteicas del rotavirus se ajustan para permitir que este infecte de forma eficiente las células del huésped. De este modo, hemos logrado aportar información valiosa e importantes dianas para el desarrollo de nuevas estrategias antivirales", afirman los autores.


Capas proteicas

Para lograr una infección exitosa, las partículas virales deben ser lo suficientemente resistentes para proteger su genoma en los entornos externos a la célula y resistir los ataques del sistema inmune del huésped. Por esta razón, los virus han desarrollado una suerte de caparazón proteico que se encarga de proteger, transportar y liberar el genoma viral en la célula huésped.

Muchos virus de ARN bicatenario rodean su genoma de una capa protéica característica, la cual incorpora su propia maquinaria molecular para permitir que el genoma se replique y propague. Algunos de estos virus añaden capas de proteína adicionales que participan en funciones específicas. Este es el caso del rotavirus, que ha concentrado toda la maquinaria necesaria para la interacción y la entrada en la célula diana en la capa más externa de su partícula viral.

"La partícula completa del rotavirus está formada por tres capas de proteína independientes. Esta partícula y partículas subvirales que contienen una o dos capas de proteína desempeñan diferentes papeles durante la infección”, explica Manuel Jiménez-Zaragoza, del Departamento de Física de Materia Condensada de la UAM y autor principal del trabajo.

“En nuestro estudio logramos observar cómo contribuyen las interacciones entre las capas que definen estas diferentes partículas al ciclo de replicación del virus”, agrega e investigador.


Estudio mediante AFM

Combinando nuevas metodologías y procedimientos ya conocidos, los autores aislaron cada una de las diferentes partículas y subparticulas virales de rotavirus y las estudiaron mediante microscopía de fuerzas atómicas (AFM).

A grandes rasgos, el corazón de un AFM es una micropalanca, al final de la cual hay una punta con un radio de unos 20 nanómetros, que se emplea como un sensor de fuerzas gracias a un láser que mide su flexión mientras que deforma las partículas víricas individuales de triple, doble y única capa.

“Los resultados muestran la presencia de una fuerte interacción entre la delgada capa externa y la gruesa capa media de la partícula viral, que resulta crítica para la protección del virión infectivo”, explican los autores.

“Interacciones más débiles entre los componentes de la capa media y de estos con la capa interna permiten a esta gruesa capa realizar su papel como adaptador entre la capas interna y externa, y la dotan de la flexibilidad necesaria para permitir al virus replicar su genoma en las células anfitrionas, un proceso conocido como transcripción”, concluyen.


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Referencia bibliográfica:

 

Manuel Jiménez-Zaragoza, Marina PL Yubero, Esther Martín-Forero, Jose R Castón, David Reguera, Daniel Luque, Pedro J de Pablo, Javier M Rodríguez “Biophysical properties of single rotavirus particles account for the functions of protein shells in a multilayered virus”. eLife. Doi:10.7554/eLife.37295.

 

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