Los virus gigantes podrían ayudar a entender la evolución de las células con núcleo
Actualmente los virus han adquirido una entendible mala fama, pero estos diminutos entes también pueden ser útiles. Según una investigación publicada en Frontiers in Microbiology, un grupo de virus gigantes recientemente descubiertos pueden contener pistas sobre la aparición de los núcleos celulares.
Las células eucariotas
Lo que distingue a las células eucariotas (como las nuestras) de otras formas de vida celular es el núcleo. Las bacterias y arqueas tienden a tener simplemente un gran bucle de ADN flotando libremente en sus células.
La vida más compleja, como las plantas y los animales, almacena su material genético enrollado alrededor de proteínas llamadas histonas. Estas proteínas están cuidadosamente escondidas en su propio compartimento celular, el núcleo. Sin embargo, hasta ahora sigue siendo un misterio cómo es que nuestra información se almacenó en esa pequeña unidad.
En 2019, un equipo de virólogos de la Universidad de Tokio, liderados por Masaharu Takemura descubrieron un virus gigante que podría obligar a una célula de ameba (Acanthamoeba castellanii) a formar una carcasa dura a su alrededor. Lo llamaron medusavirus, en honor a la criatura mítica que podía convertir a las personas en piedra.
Las histonas
Ahora Takemura ha propuesto una nueva hipótesis sobre la evolución del núcleo que involucra a las histonas. Según su idea, las primeras células eucariotas con ADN no unido fueron infectadas por virus gigantes. Estos virus hacían uso de la membrana citoplásmica de una célula, apretándola para proteger el proceso de replicación viral dentro de la célula.
Eventualmente, la célula huésped hizo lo mismo con su ADN para ayudar a protegerlo del ataque viral. Esto la llevó a desarrollar los genes de las histonas que hicieron que su ADN fuera más compacto, genes que ahora también se encuentran en el ADN viral.
Las membranas que usan los virus para replicarse dentro de las células y las membranas de nuestro núcleo tienen muchas similitudes. Debido a eso los investigadores sospechan que “nuestras células ancestrales idearon una estrategia similar a la viral para proteger su genoma contra el ataque de los virus”.
Proceso bidireccional
El medusavirus no hace su propia burbuja para replicarse dentro. En cambio, encuentra su camino hacia el núcleo de la célula y utiliza la maquinaria del huésped para replicarse. Por tanto, tanto el genoma viral como el del huésped pueden coexistir durante la replicación.
Pero el medusavirus tiene genes de histonas y ADN polimerasa al igual que sus huéspedes, lo que sugiere que estos genes se transfieren entre el genoma viral y el huésped. Esta transferencia de ADN entre el virus y las células eucariotas probablemente también fue bidireccional. Los investigadores creen que la ameba adquirió genes de la principal proteína de la cápside del virus.
Todavía hay muchas partes de esta hipótesis que necesitan ser probadas, señala Takemura. Pero se alinea con la teoría principal de la evolución del núcleo.
Esta sugiere que las membranas nucleares provienen de la membrana interna de las células eucariotas tempranas, y ayuda a explicar algunos de los procesos que pueden haber estado involucrados.