En un estudio reciente publicado en célula huésped y microbio Journal, los investigadores exploraron diferentes aspectos de la vía de recombinación del coronavirus.

estancia: El camino de la recombinación del coronavirus. Crédito de la imagen: eyeidea/Shutterstock.com

fondo

Se cree que la recombinación ayuda a la transmisión de coronavirus entre diferentes especies, lo que puede dar lugar a la aparición de nuevas cepas.

La comprensión del mecanismo de recombinación es limitada, lo que dificulta la capacidad de predecir la aparición de nuevos coronavirus recombinantes. Este artículo describe la estructura de la vía de recombinación de los coronavirus, como una herramienta para comprender la recombinación.

Los autores realizaron una revisión de la literatura sobre la recombinación de coronavirus, analizando genomas recombinantes naturales.

ruta de recombinación

Paso 1: Co-presencia en host y geoespacio

Las investigaciones indican que los coronavirus tienen una estrecha relación evolutiva con el género de sus huéspedes quirópteros. Sin embargo, esta asociación es menos consistente a nivel de especie huésped. Sarbecovirus está estrechamente relacionado con el género huésped Rhinolophus.

Sin embargo, existe evidencia mínima de la coevolución de especies específicas de murciélagos dentro de este género. Esto indica que los virus estrechamente relacionados pueden transmitirse con más frecuencia entre especies de murciélagos del mismo sexo, lo que podría dar lugar a más oportunidades de recombinación.

Pasos 2 y 3: Infección asociada de una célula y un individuo

Para que dos virus se combinen, deben infectar al mismo huésped y reproducirse en la misma célula. Esto requiere que circulen dentro de la misma especie huésped. Los virus deben infectar la misma célula dentro de un huésped individual después de pasar la barrera de probabilidad de infectar a un solo huésped.

El momento de la infección también puede limitar la posibilidad de recombinación entre infecciones. Esto es especialmente cierto si un virus ya ha demostrado ser altamente infeccioso antes de que el segundo virus infecte al mismo huésped.

Además, la exclusión de la superinfección evita que el segundo virus infecte la célula, pero sus mecanismos exactos no se conocen bien. Esto puede limitar la posibilidad de infección en una sola célula.

Paso 4: Colocalización dentro de una vesícula de doble membrana (DMV)

Los coronavirus, virus de ARN de cadena positiva, crean orgánulos de replicación al inducir cambios en las membranas de los orgánulos del huésped.

La membrana del retículo endoplásmico sufre torsión y se forman DMV debido a las proteínas virales nsp3, nsp4 y posiblemente nsp6. Estos DMV se adhieren al ARN genómico viral (ARNg) en el citoplasma, protegiéndolos del reconocimiento y la degradación del huésped durante la replicación.

Para recombinarse durante la transcripción o la replicación, los ARNg de dos virus infectados con la misma célula deben colocaralizarse con el mismo DMV.

Paso 5: Transposición de la plantilla de polimerasa

Los coronavirus producen un ARN subgenético (sgRNA) durante la transcripción que codifica proteínas estructurales y adicionales en una disposición superpuesta común.

No está claro si la recombinación no homóloga (ARN) defectuosa se produce a través de un mecanismo intramolecular asistido por el apareamiento de bases complementarias entre las secuencias reguladoras de la transcripción (TRS) o a través de la actividad intermolecular que requiere dos moléculas de ARN diferentes.

Comprender la recombinación de nuestra tracción homóloga es fundamental para comprender la transmisión entre especies. No se ha determinado si la homogeneidad de la secuencia, los sitios TRS y la estructura secundaria juegan un papel en la prevención de la recombinación de gRNA homólogo.

Pasos 6 y 7: salida del DMV y ensamblaje del virión

Durante el ensamblaje del virus, el gRNA que se transcribe dentro del DMV regresa al citoplasma para empaquetarse en un virión en formación. El empaquetamiento preferencial de gRNA está impulsado por señales de empaquetamiento específicas que interactúan con la proteína de membrana viral (M) y/o la nucleoproteína (N).

Los genomas recombinantes pueden empaquetarse mediante la proteína M o N más compatible presente en una célula coinfectada en función de la señal de empaquetamiento en el genoma recombinante. Las señales de empaquetamiento pueden verse interrumpidas por puntos de ruptura de recombinación o por la ausencia de múltiples señales de empaquetamiento específicas dentro del mismo genoma recombinante.

Esto podría evitar la encapsulación en un nuevo virión debido a las limitaciones funcionales impuestas por la interacción de gRNA con proteínas estructurales.

Pasos 8 y 9: propagación del virus de célula a célula y diseminación del virus

Un virión que contiene un genoma recombinante puede infectar células vecinas debido a las proteínas de superficie que se produjeron durante la infección celular anterior por los ARN parentales no recombinantes. El ARNg recombinante debe evitar la interrupción de la función del genoma durante la replicación posterior a la entrada en la célula.

El deterioro de las funciones críticas requeridas para la transmisión continua del virus recombinante puede ocurrir incluso si la replicación y la transcripción no se interrumpen.

Para que el huésped elimine un virus recombinante, debe continuar migrando a más células y amplificarse a niveles apropiados, incluso si es efectivo. La funcionalidad del virus recombinante puede no ser suficiente para escapar del huésped si tiene incluso un rasgo dañino menor.

Paso 10: Transmisión de host a host y dispersión de la población

La recombinación no impide la transmisión de célula a célula, pero para que un recombinante continúe propagándose, debe conservar las características necesarias para la transmisión ambiental.

Las condiciones ambientales influirán en gran medida en la aparición y transmisión del virus recombinante. Sin cambios antigénicos significativos de los virus parentales, la competencia por huéspedes inmunológicamente ingenuos se intensificará después de un evento de recombinación.

Los virus recombinantes con mayores posibilidades de éxito en poblaciones pequeñas tienen una fuerte ventaja selectiva sobre los virus parentales debido al evento de recombinación.

Conclusión

El estudio confirma que la investigación de recombinación de coronavirus se puede realizar de manera segura, especialmente dada la pandemia de COVID-19 y el escrutinio de la investigación de coronavirus.

La inhibición química puede eliminar la capacidad infecciosa de los nuevos coronavirus recombinantes en cultivos en los que los virus han sido coinfectados para facilitar la recombinación.

El autor sugiere que la investigación de los obstáculos moleculares posteriores a la recombinación, como la función de los genomas recombinantes, no se puede realizar mediante la inactivación química; Por lo tanto, se deben utilizar métodos alternativos para una evaluación más segura.