Cómo las moscas de la fruta usan el RNAi para combatir virus

La Drosophila, comúnmente conocida como mosca de la fruta, tiene una forma especial de combatir virus usando un proceso llamado Interferencia de ARN (RNAi). Este proceso es manejado principalmente por vías de ARN pequeño interferente (siRNA) que se activan cuando el virus infecta a la mosca. Cuando un virus entra en la mosca, produce ARN de doble cadena (dsRNA), que es reconocido por una proteína llamada Dicer-2. Esta proteína corta el dsRNA en piezas más pequeñas conocidas como siRNAs. Una vez formados, estos siRNAs se unen a otra proteína llamada Argonaute-2 (AGO2) para crear un complejo conocido como el complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC). Este complejo ayuda a encontrar y eliminar el ARN viral, evitando que el virus se replique.

Las investigaciones muestran que las moscas que carecen de proteínas clave de la vía de siRNA son más vulnerables a una variedad de infecciones virales. Tienen dificultades para defenderse contra varios virus, lo que demuestra lo importante que es esta vía para su supervivencia.

#Cómo siRNA Apunta al ARN Viral

Cuando las moscas se infectan con virus, generan siRNAs específicos para el virus (vsiRNAs). Estos vsiRNAs pueden atacar cualquier ARN viral dentro de las células infectadas. Silenciar el ARN viral significa que el virus no puede replicarse, evitando así la propagación de la infección. Sin embargo, distinguir el objetivo viral original puede ser complicado porque tanto el genoma viral como sus transcripciones pueden ser silenciados.

En plantas infectadas con ciertos virus, se mostró que las transcripciones virales eran los principales objetivos de la RNAi. Sin embargo, el mecanismo en plantas es bastante diferente del de los animales, lo que plantea preguntas sobre si esta observación se aplica universalmente a todas las especies.

Estudios anteriores sugirieron que la Drosophila puede preferir atacar ciertos tipos de ARN durante una infección. Comprender qué tipos de ARN viral son atacados puede proporcionar información sobre cómo las moscas se defienden contra estas infecciones.

#Investigación de los Objetivos de la Vía siRNA en Drosophila

Para entender mejor cómo opera la vía de siRNA durante la infección viral, los investigadores utilizaron Drosophila como sistema modelo. El estudio se centró en dos virus, el Virus de Estomatitis Vesicular (VSV), que tiene ARN de cadena negativa, y el Virus Sindbis (SINV), que tiene ARN de cadena positiva. El objetivo era identificar qué tipos de ARN viral ataca la vía de siRNA.

#Infección por VSV y Respuesta Antiviral

VSV es un virus que tiene una poderosa capacidad para desencadenar una respuesta de RNAi en Drosophila. Para explorar cuán efectiva es la respuesta antiviral de las moscas, los investigadores realizaron experimentos in vivo donde las moscas fueron expuestas primero a una forma replicativa o inactiva del virus. Esta distinción permitió a los científicos observar cuán bien la vía de siRNA podía responder a la infección posterior.

Los resultados mostraron que la exposición previa al virus activo redujo significativamente la replicación del segundo virus introducido. Esto indica que la vía de siRNA mejora la capacidad de la mosca para defenderse de los virus de manera efectiva. Los investigadores concluyeron que la clave para esta defensa es la presencia de dsRNA, que desencadena la respuesta de RNAi.

#Impacto de las Transcripciones Virales Poliadeniladas

Para entender mejor cómo Drosophila responde a la infección por VSV, los investigadores inyectaron tipos específicos de dsRNAs sintéticos en las moscas. Esto incluyó dsRNA dirigido al gen de la nucleoproteína de VSV. Los hallazgos revelaron que el tratamiento con el dsRNA específico redujo drásticamente los niveles de ARN viral. En contraste, el dsRNA dirigido a genes no relacionados no afectó significativamente los niveles de ARN viral.

Estos resultados indican que la vía de siRNA ataca principalmente las transcripciones virales en lugar de los genomas del virus durante la infección por VSV. Parece que el ARN viral que lleva poliadenilación es más susceptible al silenciamiento, así protegiendo a la mosca de la amenaza viral.

#Infección por SINV y Apuntando Transcripciones

Los investigadores también examinaron cómo Drosophila responde al SINV, un virus de ARN de cadena positiva. El genoma de SINV también puede actuar directamente como ARN mensajero para la producción de proteínas. Al realizar experimentos similares, los científicos inyectaron dsRNAs que apuntaban a genes específicos y midieron el impacto en la replicación viral.

Los resultados mostraron una reducción significativa en los niveles de ARN viral y subgenómico después de que las moscas fueron tratadas con dsRNA que apuntaba a las proteínas de replicación viral. En contraste, el dsRNA que atacaba la GFP (proteína fluorescente verde) no afectó consistentemente los niveles generales de replicación viral. Esto sugiere que, aunque atacar proteínas virales específicas puede limitar la propagación del SINV, atacar genes no esenciales puede no tener el mismo efecto.

A partir de esto, los investigadores inferieron que la vía de siRNA prefiere atacar transcripciones virales que están siendo traducidas activamente en proteínas. Este enfoque garantiza que el proceso de replicación viral se interrumpa en una etapa crítica.

#AGO2 y Asociación con Ribosomas

Un jugador clave en la vía de siRNA es la proteína AGO2, que forma parte del RISC. Estudios anteriores indicaron que AGO2 se asocia con ribosomas, la maquinaria celular responsable de la síntesis de proteínas. Esta posición permite a AGO2 monitorear los ARN virales a medida que se acercan al ribosoma para la traducción.

En el estudio, se confirmó que AGO2 permanece estrechamente alineado con los ribosomas, independientemente de si las células de la mosca estaban infectadas con VSV o no. Esto sugiere que la vía de siRNA está siempre lista para actuar sobre cualquier ARN viral entrante. La estrecha asociación entre AGO2 y los ribosomas juega un papel crucial en cómo la vía de siRNA ataca y silencia de manera eficiente las transcripciones virales.

#Conclusión

La vía antiviral de siRNA en Drosophila sirve como un mecanismo de defensa vital contra infecciones virales. La investigación ha demostrado que esta vía ataca principalmente las transcripciones de ARN viral en lugar de los genomas de ARN. Al asociarse con ribosomas, AGO2 y el RISC pueden escanear de manera efectiva el ARNm viral entrante antes de que se utilice para la replicación.

Este entendimiento de cómo Drosophila maneja las infecciones virales puede ayudar a desarrollar estrategias para mejorar las respuestas antivirales en insectos y posiblemente en otros organismos. Apuntar a genes esenciales para la replicación viral podría mejorar la efectividad de los enfoques de RNAi, particularmente contra virus de ARN.

Los conocimientos obtenidos del estudio de la vía de siRNA en Drosophila pueden informar futuras investigaciones y aplicaciones potenciales para controlar infecciones virales en varios contextos, incluyendo la agricultura y la salud pública.