Un nuovo studio rileva che i virus condividono alcuni geni esclusivamente con cellule che non sono i loro ospiti. Lo studio, riportato sul giornale Frontiere in microbiologia , aggiunge all'evidenza che i virus scambiano geni con una varietà di organismi cellulari e sono agenti di diversità, dicono i ricercatori.

Lo studio ha esaminato le strutture proteiche nei virus e in tutti i superregni, o domini, della vita:dai microbi unicellulari noti come batteri e archaea, agli eucarioti, un gruppo che comprende animali, impianti, funghi e tutti gli altri esseri viventi.

"È tipico definire i virus in relazione ai loro ospiti, ma questa pratica limita la nostra comprensione delle interazioni virus-cellula, " ha affermato Arshan Nasir, ricercatore dell'Università dell'Illinois e del COMSATS Institute of Information Technology, che ha guidato la nuova ricerca con Gustavo Caetano-Anolles, un professore di scienze delle colture e affiliato del Carl R. Woese Institute for Genomic Biology presso l'U. of I., e Kyung Mo Kim, uno scienziato senior presso il Korea Polar Research Institute, a Incheon, Corea del Sud.

"Ricerche recenti hanno rivelato che gli organismi possono formare partenariati con altri organismi e vivere in comunità. Ad esempio, molte specie batteriche e archeali risiedono nel e sul corpo umano e costituiscono il microbiota umano, " ha detto Nasir.

Virus che infettano archaea e batteri, Per esempio, non sono noti per infettare eukarya. Però, possono ancora interagire in modi non dannosi con organismi che non infettano, hanno detto i ricercatori.

"Volevamo studiare i genomi di virus e organismi cellulari per cercare possibili tracce di trasferimento genico dai virus alle cellule, al di là di ciò che già sappiamo sulle interazioni dei virus con i loro host, " ha detto Nasir.

Il team ha utilizzato un approccio bioinformatica per analizzare i genomi degli organismi ei virus che li infettano. Piuttosto che concentrarsi sulle sequenze genetiche, che può cambiare nel corso delle generazioni, il team ha esaminato i componenti funzionali delle proteine, che chiamano pieghe. Ogni piega - e ce ne sono più di 1, 400 di loro in tutti i domini della vita - ha una struttura 3D unica che esegue un'operazione specifica. Poiché le pieghe sono fondamentali per la funzione proteica, rimangono stabili anche se le sequenze che codificano per loro cambiano a seguito di mutazioni o altri processi, hanno detto i ricercatori.

"Questo rende le pieghe proteiche marcatori affidabili dei cambiamenti evolutivi per lunghi periodi di tempo, soprattutto per i virus che mutano notoriamente velocemente, " ha detto Nasir.

I ricercatori hanno scoperto centinaia di pieghe presenti in tutti i superregni della vita e in tutti i tipi di virus, il che suggerisce che provenissero da un antico antenato di tutte le forme di vita, disse Caetano-Anolles.

alcune pieghe, però, si verificano solo all'interno di un singolo superregno e dei virus che lo infettano, suggerendo un trasferimento di materiale genetico solo tra quel gruppo di virus e i loro ospiti. Su un totale di circa 2, 000 superfamiglie di pieghe, il team ne ha trovato uno esclusivo dell'archaea e dei virus che infettano l'archaea, 29 condivisi solo dai batteri e dai virus che li infettano, e 37 che sono esclusivi degli eucarioti e dei loro virus.

I dati indicano anche altri ancora sconosciuto, meccanismi che consentono ai virus di scambiare materiale genetico con le cellule, hanno detto i ricercatori.

"Abbiamo scoperto molti geni caratteristici dei virus in organismi cellulari che quei virus non sono noti per infettare, " Ha detto Nasir. "Questo era particolarmente evidente per i virus batterici e gli organismi eucarioti, forse a causa del maggior numero di modi in cui i batteri interagiscono con eukarya".

"Mentre le persone tendono a pensare solo ai virus che infettano e uccidono i loro ospiti, sappiamo da decenni che un virus a volte entra in una cellula e incorpora il suo materiale genetico nella cellula senza ucciderla, " disse Caetano-Anolles. Nel caso di organismi unicellulari, quei geni a volte vengono trasmessi alle generazioni future, Egli ha detto.

DNA umano, pure, contiene residui di virus.

"Alcuni retroelementi e trasposoni, Per esempio, si ritiene che abbiano avuto origine in antichi virus, " Ha detto Nasir. I retroelementi sono sequenze copiate da virus a RNA nel DNA e inserite nei genomi di organismi non virali. Trasposoni, noto anche come "geni che saltano, " può spostarsi da una parte all'altra del genoma.

"Se hai un'entità che a un certo punto era un virus ed è stata cooptata nel genoma, che diventa parte del patrimonio molecolare dell'organismo, " Disse Caetano-Anolles.

Il team ha anche scoperto un ampio sottoinsieme di pieghe proteiche specifiche del virus che non erano presenti in nessun genoma cellulare.

"Questo suggerisce che i virus possono creare nuovi geni e, potenzialmente, trasferire quei geni agli organismi cellulari, " ha detto Nasir.