Identifican funcionalmente las regiones del genoma del coronavirus SARS-CoV-2 que contienen información para producir proteínas

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Amparo Tolosa, Genotipia

 

Investigadores del Weizmann Institute of Science y el Instituto Broad del Instituto de Tecnología de Massachussets y la Universidad de Harvard han presentado un catálogo en alta resolución de las regiones del genoma del coronavirus SARS-CoV-2 que contienen información para producir proteínas.  El mapa, publicado en Nature,  recoge la diversidad de proteínas que el virus puede generar, información de interés para conocer cómo actúa el virus e identificar mecanismos para hacerle frente.

Mecanismo de infección del coronavirus SARS-CoV-2 en el que se incluye la producción de las principales proteínas. El coronavirus también produce otros productos proteicos que pueden intervenir en diversos procesos. Un reciente estudio funcional ha amplicado el número de productos proteicos conocidos. Imagen: Cascella M, et al. Features, Evaluation and Treatment Coronavirus (COVID-19). StatPearls. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554776/ con modificaciones.

 

Un mapa de regiones codificantes

Hasta el momento, el repertorio completo de secuencias proteicas producidas por el coronavirus SARS-CoV-2  se había deducido a partir de predicciones basadas en la secuencia de su genoma o a su similitud con otros virus cercanos. En este caso, para obtener una perspectiva más funcional, el equipo ha estudiado las interacciones de la maquinaria molecular responsable de la síntesis proteica con el genoma del virus en un contexto biológico: células en cultivo infectadas por el virus. Concretamente, los investigadores han analizado la unión de los ribosomas a los mensajeros de ARN derivados de virus, para identificar todas las secuencias del genoma que se traducen en proteínas o fragmentos de ellas y cuantificar su producción.

“El método de detección de perfiles de ribosomas no solo nos permitió identificar de forma precisa las secuencias del genoma viral que se traducen a proteínas, sino que nos proporcionó cantidades precisas de varias proteínas”, señala Noam Stern-Ginossar, director del grupo de investigación responsable del trabajo. “Entonces tuvimos suficiente información como para comparar SARS-CoV-2 con otros coronavirus relacionados así como con las predicciones existentes. Las diferencias nos permitieron identificar secuencias genéticas que codifican para proteínas previamente desconocidas de SARS-CoV-2”.

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Partículas de coronavirus SARS-CoV-2 en una muestra obtenida de un paciente. Imagen: National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), CC BY 2.0. https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/.

Nuevas secuencias proteicas

Los investigadores han identificado 23 nuevas secuencias del genoma del coronavirus que se traducen en proteínas. La mayor parte de ellas son muy cortas o se encuentran en un extremo del ARN genómico del virus,  por lo que el equipo estima que pueden tener un papel regulador. Dentro de estas nuevas secuencias proteicas también han encontrado algunas que son formas extendidas o truncadas de otras ya descritas, así como otras que generan nuevas cadenas polipeptídicas.

La fuerza está en los números

Los virus son conocidos por secuestrar la maquinaria de síntesis de proteínas de las células que infectan para producir sus propias proteínas. Algunos de ellos, como es habitual en los coronavirus, no solo se aprovechan de los recursos celulares sino que también consiguen que las proteínas víricas sean producidas con preferencia. Para determinar si esto es lo que ocurre en SARS-CoV-2, los investigadores han cuantificado la producción de las proteínas del virus respecto a la de las proteínas de las células infectadas. Los resultados indican que los transcritos producidos por el virus no se traducen de forma más eficiente que los de la células, sino que es la producción masiva de transcritos virales para ser traducidos en proteínas lo que lleva a SARS-CoV-2 a apropiarse de la maquinaria celular.

 

Mayor conocimiento y posibles aplicaciones

El trabajo proporciona un mapa de los productos proteicos del coronavirus SARS-CoV-2, una herramienta de interés inmediato para todos los investigadores que trabajan para identificar formas de hacerle frente.

Las nuevas proteínas producidas por SARS-CoV-2 identificadas serán de gran interés para futuros estudios. Por una parte, estas proteínas son relevantes por su potencial para producir antígenos que puedan ser reconocidos por el sistema inmunitario humano. Por otra, los investigadores señalan que podrían actuar como proteínas accesorias o como reguladoras de la producción equilibrada de otras proteínas virales.  “Estudios sobre la importancia funcional y el potencial antigénico de estas ORFs harán más profunda nuestra comprensión de SARS-CoV-2 y los coronavirus en general”, concluyen los investigadores.

Artículo original: Finkel Y, et al. The coding capacity of SARS-CoV-2. Nature. 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2739-1

Fuente: A new approach to understanding the virus may lead to better diagnostics and treatment. https://wis-wander.weizmann.ac.il/life-sciences/profiling-covid-19-coronavirus

 

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