Um novo estudo descobriu que os vírus compartilham alguns genes exclusivamente com células que não são seus hospedeiros. O estudo, relatado no jornal Fronteiras em Microbiologia , adiciona à evidência de que os vírus trocam genes com uma variedade de organismos celulares e são agentes da diversidade, pesquisadores dizem.

O estudo analisou estruturas de proteínas em vírus e em todos os super-reinos, ou domínios, da vida:dos micróbios unicelulares conhecidos como bactérias e arqueas, para eucariotos, um grupo que inclui animais, plantas, fungos e todas as outras coisas vivas.

“É típico definir vírus em relação a seus hospedeiros, mas esta prática restringe nossa compreensão das interações vírus-célula, "disse o pesquisador da Universidade de Illinois e do COMSATS Institute of Information Technology Arshan Nasir, que liderou a nova pesquisa com Gustavo Caetano-Anolles, um professor de ciências agrícolas e afiliado do Instituto Carl R. Woese de Biologia Genômica na U. de I., e Kyung Mo Kim, um cientista sênior do Instituto de Pesquisa Polar da Coreia, em Incheon, Coreia do Sul.

“Uma pesquisa recente revelou que os organismos podem formar parcerias com outros organismos e viver em comunidades. Por exemplo, muitas espécies bacterianas e arqueadas residem dentro e sobre o corpo humano e constituem a microbiota humana, "Nasir disse.

Vírus que infectam arquéias e bactérias, por exemplo, não são conhecidos por infectar eukarya. Contudo, eles ainda podem interagir de maneiras não prejudiciais com organismos que não infectam, disseram os pesquisadores.

"Queríamos investigar os genomas de vírus e organismos celulares para procurar possíveis traços de transferência de genes de vírus para células, além do que já sabemos sobre as interações do vírus com seus hospedeiros, "Nasir disse.

A equipe usou uma abordagem de bioinformática para analisar os genomas dos organismos e os vírus que os infectam. Em vez de focar em sequências genéticas, que pode mudar ao longo das gerações, a equipe examinou os componentes funcionais das proteínas, que eles chamam de dobras. Cada dobra - e há mais de 1, 400 deles em todos os domínios da vida - tem uma estrutura 3-D exclusiva que executa uma operação específica. Como as dobras são críticas para a função da proteína, eles permanecem estáveis ​​mesmo quando as sequências que os codificam mudam como resultado de mutações ou outros processos, disseram os pesquisadores.

"Isso torna as dobras de proteína marcadores confiáveis ​​de mudanças evolutivas ao longo de vastos períodos de tempo, especialmente para vírus que sofrem mutações notoriamente rápidas, "Nasir disse.

Os pesquisadores encontraram centenas de dobras que estão presentes em todos os super-reinos da vida e em todos os tipos de vírus, o que sugere que eles vieram de um ancestral antigo de todas as formas de vida, Disse Caetano-Anolles.

Algumas dobras, Contudo, ocorrem apenas dentro de um único super-reino e os vírus que o infectam, sugerindo uma transferência de material genético apenas entre aquele grupo de vírus e seus hospedeiros. De um total de cerca de 2, 000 superfamílias de dobras, a equipe encontrou um exclusivo para archaea e os vírus que infectam archaea, 29 compartilhados apenas por bactérias e os vírus que os infectam, e 37 que são exclusivos para eucariotos e seus vírus.

Os dados também apontam para outros, ainda desconhecido, mecanismos que permitem que os vírus troquem material genético com as células, disseram os pesquisadores.

"Nós descobrimos muitos genes característicos do vírus em organismos celulares que esses vírus não infectam, ", Disse Nasir." Isso era especialmente óbvio para vírus bacterianos e organismos eucarióticos, possivelmente devido ao grande número de maneiras pelas quais as bactérias interagem com os eucariontes. "

"Embora as pessoas tendam a pensar apenas nos vírus que infectam e matam seus hospedeiros, sabemos há décadas que um vírus às vezes entra em uma célula e incorpora seu material genético na célula sem matá-lo, "Disse Caetano-Anolles. No caso dos organismos unicelulares, esses genes às vezes são passados ​​para as gerações futuras, ele disse.

DNA humano, também, contém vestígios de vírus.

"Alguns retroelementos e transposons, por exemplo, acredita-se que tenham se originado em vírus antigos, "Nasir disse. Retroelementos são sequências copiadas de vírus de RNA em DNA e inseridas nos genomas de organismos não virais. Transposons, também conhecido como "genes saltadores, "pode ​​passar de uma parte do genoma para outra.

"Se você tem uma entidade que foi um vírus em algum ponto e foi cooptada para o genoma, que se torna parte da herança molecular do organismo, "Disse Caetano-Anolles.

A equipe também descobriu um grande subconjunto de dobras de proteínas específicas de vírus que não estavam presentes em nenhum genoma celular.

"Isso sugere que os vírus podem criar novos genes e, potencialmente, transferir esses genes para organismos celulares, "Nasir disse.