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# Biología# Biología evolutiva

Nuevas perspectivas sobre los anellovirus y su naturaleza

Investigaciones recientes revelan la diversidad y el potencial significado de los anellovirus en la salud humana.

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Las mejoras recientes en la tecnología de secuenciación y la reducción de costos han ayudado mucho a los investigadores a encontrar nuevos virus. Los virus están por todas partes en nuestro entorno, viviendo en diversas condiciones, y los científicos están trabajando arduamente para clasificarlos. Métodos modernos, como la metaviromica, permiten a los investigadores descubrir muchos virus nuevos que no conocíamos antes.

Entendiendo los Anellovirus

Los anellovirus son virus pequeños que tienen ADN circular de cadena sencilla. Generalmente, su tamaño varía entre 1.6 y 3.9 kilobases (kb). Uno de los primeros y más conocidos anellovirus es el torque teno virus, encontrado en una muestra de sangre de un paciente con hepatitis en 1997. Los investigadores pensaban que estos virus podrían causar enfermedades, especialmente en personas con sistemas inmunológicos debilitados o en muestras de sangre. Sin embargo, ahora parece que los anellovirus no son dañinos y a menudo se encuentran en muchas personas sanas.

Debido a su naturaleza, los anellovirus no han recibido tanta atención en el estudio de los virus. Muchos detalles sobre su composición genética, variedad y funciones todavía no están claros. Sin embargo, el interés reciente en encontrar más virus y ver cómo los anellovirus podrían ayudar en terapias ha reavivado la investigación en ellos.

Descubriendo Anellovirus

En los últimos años, los investigadores han identificado una amplia gama de anellovirus. Estos virus se han encontrado en varias muestras, incluyendo transfusiones de sangre, heces, saliva, orina y bilis. Este hallazgo sugiere que son comunes en el cuerpo humano y pueden existir en muchos tejidos diferentes. También se han descubierto en otros mamíferos, lo que muestra que no están limitados solo a los humanos.

Actualmente hay 156 especies de anellovirus clasificadas en 30 grupos. La Clasificación ha sido algo confusa debido a sus diferencias genéticas con otros virus similares. Propuestas recientes sugieren que los anellovirus deberían colocarse en una nueva categoría llamada Commensaviricota.

Estructura de los Anellovirus

Los anellovirus pueden dividirse en cuatro grupos principales. El primer grupo, Alphatorquevirus, tiene los Genomas más grandes. El segundo grupo, Betatorquevirus, tiene genomas un poco más pequeños, y el tercer grupo, Gammatorquevirus, está en el medio. Cada uno de estos virus tiene una parte de su código genético llamada marco de lectura abierto (ORF), que es esencial para entender su clasificación y funciones.

Una característica única de los anellovirus es la secuencia rica en arginina al inicio de su proteína principal, que se cree que juega un papel en cómo almacenan su material genético. Como muchos otros virus de ADN circular, los anellovirus replican su material genético a través de un método específico.

Recolección y Análisis de Datos

En un estudio reciente, los investigadores utilizaron un sistema llamado Unxplore para analizar varios conjuntos de datos del microbioma humano en busca de secuencias vinculadas a anellovirus. Examinaban datos de 40 estudios que incluían casi 1,000 muestras, descubriendo un gran número de secuencias relacionadas con los anellovirus. Su objetivo era aprender más sobre la diversidad de estos virus en la población humana.

Del análisis, encontraron un total de 829 genomas distintos de anellovirus, lo que agrega al entendimiento de estos virus. Categorizaron sus hallazgos en una estructura arbórea, mostrando cómo diferentes virus están relacionados entre sí.

El estudio mostró que un gran número de un grupo particular de anellovirus apareció en una muestra de saliva humana. Esta muestra combinó saliva de varias personas y utilizó técnicas especiales para extraer los virus. Estas técnicas pueden haber contribuido a recuperar una gran cantidad de anellovirus, indicando que otros métodos estándar pueden perder muchos de estos virus.

Patrones en las Muestras de Virus

A pesar de que existe una amplia variedad de anellovirus, parece no haber un patrón específico en cómo se agrupan según la fuente de las muestras. La mayoría de los virus provino de muestras de sangre, probablemente porque hay un fuerte enfoque en estudiar virus en sangre. Esto plantea preguntas sobre si diferentes tejidos humanos tienen diferentes variedades de anellovirus.

Importancia de la Recombinación

La recombinación es un proceso donde el material genético puede mezclarse entre diferentes virus, y parece que esto ocurre con frecuencia entre los anellovirus. El estudio encontró un número significativo de eventos únicos de recombinación, mostrando cómo estos virus cambian con el tiempo. La mayoría de los eventos de recombinación ocurrieron entre virus dentro del mismo grupo, mientras que los eventos entre diferentes grupos fueron mucho más raros.

Los investigadores miraron las ubicaciones específicas de los eventos de recombinación. La mayoría de los puntos de ruptura ocurrieron en regiones no codificantes de los genomas de los virus, que son áreas que no son responsables de producir proteínas. En contraste, la región principal codificadora tuvo muy pocos puntos de ruptura. Esto sugiere que las principales regiones codificadoras de proteínas están bajo fuertes restricciones funcionales, dificultando que nuevas combinaciones sean beneficiosas.

Características Únicas de los Anellovirus

El estudio examinó las características únicas de los anellovirus, enfocándose en el motivo rico en arginina al inicio de su proteína principal. Los investigadores analizaron el número de residuos cargados positivamente (arginina y lisina) en este motivo. Encontraron que los virus en diferentes grupos tenían diferentes números de estos residuos cargados.

Otra característica importante de estos virus es el bucle de replicación, un segmento conservado que se cree que juega un papel en cómo el virus copia su material genético. El bucle de replicación está presente, pero no todos los virus tienen esta región completamente formada en sus genomas, lo que sugiere la posibilidad de otras formas de variación genética.

Implicaciones de los Hallazgos

El descubrimiento de 829 nuevos genomas de anellovirus proporciona información sobre la diversidad de estos virus. Destaca la variabilidad genética y el potencial de recombinación entre ellos. Los investigadores sugieren que la presencia de genomas incompletos podría indicar que las poblaciones de anellovirus contienen formas defectuosas del virus junto con genomas completos.

Entender la diversidad de los anellovirus podría ayudar en el desarrollo de tratamientos médicos, ya que estos virus ya han mostrado promesas en detectar la supresión del sistema inmunológico y posiblemente en aplicaciones de terapia génica. Más descubrimientos en este campo podrían revelar más detalles sobre cómo evolucionan y se adaptan los virus de ADN circular, incluyendo el papel de la recombinación y los genomas defectuosos.

Direcciones Futuras en la Investigación

De cara al futuro, los investigadores pueden aprovechar estos hallazgos para mejorar nuestra comprensión de los anellovirus y sus roles en la salud humana. Investigar la falta de bucles de replicación y motivos ricos en arginina en algunos genomas puede proporcionar pistas sobre cómo funcionan estos virus.

Además, nuevos estudios metagenómicos podrían ayudar a llenar los vacíos en el conocimiento sobre la diversidad general de los anellovirus en varios Microbiomas humanos. Los esfuerzos para explorar cómo los virus interactúan entre sí y con sus huéspedes humanos pueden llevar a mejores perspectivas sobre la evolución viral y sus posibles impactos en la salud.

Al expandir la investigación en estas áreas, los científicos pueden caracterizar mejor los anellovirus, sus características genómicas y sus posibles aplicaciones en medicina y biotecnología. Esto no solo enriquecerá nuestra comprensión del microbioma humano, sino que también mejorará las estrategias para manejar condiciones de salud influenciadas por infecciones virales.

Conclusión

La investigación continua sobre los anellovirus destaca la complejidad y variabilidad de estos virus pequeños. Con los avances en la tecnología de secuenciación y los métodos metagenómicos, los científicos están descubriendo una gran cantidad de información sobre la diversidad genética de los anellovirus y sus posibles roles en la salud humana. A medida que los investigadores siguen explorando estos aspectos, pueden desbloquear nuevas posibilidades para terapias y diagnósticos virales, mejorando así nuestra comprensión del microbioma humano y su relación con varios virus.

En resumen, el creciente conocimiento sobre los anellovirus subraya la necesidad de investigación continua. A medida que los científicos trabajan para desentrañar las complejidades de estos virus, nos acercan a entender su importancia en la salud y enfermedad humanas. A través de una exploración constante, podríamos aprovechar mejor las capacidades de estos virus para aplicaciones beneficiosas en medicina, allanando el camino para estrategias terapéuticas innovadoras.

Fuente original

Título: Diversity and evolution of the human anellome

Resumen: Anelloviruses are a group of small, circular, single-stranded DNA viruses that are found ubiquitously across mammalian hosts. Here, we explored a large number of publicly available human microbiome datasets and retrieved a total of 829 anellovirus genomes, substantially expanding the known diversity of these viruses. The majority of new genomes fall within the three major human anellovirus genera: Alphatorquevirus, Betatorquevirus and Gammatorquevirus, while we also present one new genome of the under-sampled Hetorquevirus genus. The phylogeny reconstructed from the conserved ORF1 gene reveals three additional, previously undescribed, human anellovirus clades. We performed recombination analysis and show evidence of extensive recombination across all human anelloviruses. Interestingly, more than 95% of the detected events are between members of the same clade and only 15 inter-clade recombination events were detected. The breakpoints of recombination cluster in hotspots at the ends and outside of the ORF1 gene, while a recombination coldspot was detected within the gene. Our analysis suggests that anellovirus evolution is governed by homologous recombination, however events between distant viruses or ones producing chimaeric ORF1s likely lead to non-viable recombinants. The large number of genomes further allowed us to examine how essential genomic features vary across anelloviruses. These include functional domains in the ORF1 protein and the nucleotide motif of the replication loop region, required for the viruses rolling-circle replication. A subset of the genomes assembled in both this and previous studies are completely lacking these essential elements, opening up the possibility that anellovirus intracellular populations contain defective virus genomes (DVGs). Overall, our study highlights key features of anellovirus genomics and evolution, a largely understudied group of viruses whose potential in virus-based therapeutics is recently being explored.

Autores: Spyros Lytras, S. Modha, J. Hughes, R. J. Orton

Última actualización: 2024-05-15 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.13.593858

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.13.593858.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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