Los virus, importante motor de la evolución humana

El 30 por ciento de todas las adaptaciones de proteínas desde la divergencia de los seres humanos con los chimpancés ha sido impulsada por virus, según revela un estudio en el que los autores aplicaron el análisis de grandes datos para detectar la magnitud del impacto de los virus en la evolución de los seres humanos y otros mamíferos.

Se ha reconocido la batalla constante entre los agentes patógenos y sus huéspedes durante mucho tiempo como un factor clave de la evolución, pero hasta ahora los científicos no han tenido las herramientas para analizar estos patrones a nivel mundial a través de especies y genomas.

"Cuando se tiene una pandemia o una epidemia en algún momento de la evolución, la población que a la que se dirige el virus o bien se adapta o se extingue. Lo sabíamos, pero lo que realmente nos sorprendió es la fuerza y la claridad del patrón que encontramos -explica el primer autor del trabajo, David Enard, investigador postdoctoral en la Universidad de Stanford, en Palo Alto, California, Estados Unidos--. Es la primera vez que se ha demostrado que los virus tienen un impacto tan fuerte en la adaptación".

La investigación se ha publicado recientemente en la revista 'eLife 'y se presenta ahora en la Conferencia de Genética Aliada, una reunión organizada por la Sociedad de Genética de América, que se celebra hasta el domingo en Orlando, Florida, Estados Unidos.

Las proteínas realizan una amplia gama de funciones que mantienen el ritmo de las células. Al revelar cómo pequeños retoques en la forma de las proteínas y la composición han ayudado de los seres humanos y otros mamíferos a responder a los virus, el estudio podría facilitar que los investigadores encuentren nuevas pistas terapéuticas contra las amenazas virales de hoy en día.CONOCER LAS PARTES DE LA CÉLULA QUE COMBATEN VIRUS

"Estamos aprendiendo qué partes de la célula se han utilizado para combatir los virus en el pasado, se supone que sin efectos perjudiciales sobre el organismo", dice el autor principal del estudio, Dmitri Petrov, profesor de Biología y presidente asociado del Departamento de Biología de la Universidad de Stanford. "Eso nos dará una visión sobre los puntos de presión y nos ayudará a encontrar proteínas para investigar nuevas terapias", agrega.

La investigación previa sobre las interacciones entre los virus y las proteínas se ha centrado casi exclusivamente en las proteínas individuales que están directamente involucradas en la respuesta inmune, el lugar más lógico en el que se puede esperar encontrar adaptaciones impulsadas por virus. "El gran avance aquí es que no sólo proteínas inmunes muy especializadas se adaptan contra los virus --apunta Enard--. Casi cualquier tipo de proteína que entra en contacto con los virus puede participar en la adaptación contra los virus. Resulta que hay al menos tantas adaptaciones fuera de la respuesta inmune como dentro de ella".

El primer paso del equipo fue identificar todas las proteínas que se sabe que interactúan físicamente con los virus. Después de revisar minuciosamente decenas de miles de resúmenes científicos, Enard seleccionó la lista de cerca de 1.300 proteínas de interés y construyó algoritmos de grandes conjuntos de datos para buscar en las bases de datos genómicas y comparar la evolución de las proteínas que interactúan con virus con los de otras proteínas.LOS VIRUS PROMUEVEN ADAPTACIONES DE PROTEÍNAS

Los resultados revelaron que las adaptaciones se han producido tres veces más frecuentemente en las proteínas que interactúan con virus en comparación con otras proteínas. "Todos estamos interesados en saber cómo nosotros y otros organismos hemos evolucionado y en las presiones que nos hicieron lo que somos", dice Petrov.

"El descubrimiento de que esta constante batalla contra el virus nos ha dado forma en todos los aspectos --no sólo las pocas proteínas que combaten las infecciones, sino todo-- es profundo. Todos los organismos han estado viviendo con virus durante miles de millones de años; este trabajo muestra que esas interacciones han afectado a cada parte de la célula".

Los virus secuestran casi todas las funciones de las células de un organismo huésped para replicarse y extenderse, así que tiene sentido que dirigieran la evolución de la maquinaria celular en mayor medida que otras presiones evolutivas, como la depredación o las condiciones ambientales.

El estudio arroja luz sobre algunos misterios biológicos de larga duración, como por qué las especies estrechamente relacionadas han desarrollado diferentes mecanismos para llevar realizar funciones celulares idénticas, como la replicación del ADN o la producción de membranas.

Los investigadores anteriormente no sabían qué fuerza evolutiva podría haber causado esos cambios. "Este trabajo es el primero con los datos lo suficientemente grandes y lo suficientemente limpios para explicar una gran cantidad de estos rompecabezas de una sola vez", resalta Petrov. El equipo ahora está utilizando los resultados para profundizar en las epidemias virales pasadas, con la esperanza de obtener ideas para ayudar a combatir la enfermedad en la actualidad.