Os vírus gigantes representam um grupo único de vírus que são semelhantes em tamanho a pequenas bactérias. Medusavirus - um tipo especial de vírus gigante - foi isolado pela primeira vez de uma fonte termal no Japão. Estudos genéticos mostraram que o medusavírus estava mais relacionado às células eucarióticas do que a outros vírus gigantes, sugerindo que ele pode ser a chave para entender a evolução eucariótica. Embora os detalhes da morfologia e maturação do medusavírus em células infectadas tenham permanecido evasivos até agora, os pesquisadores por trás de sua descoberta inicial agora têm algumas respostas.
Em um estudo recente publicado no Journal of Virology , uma equipe de cientistas japoneses liderada pelo Prof. Kazuyoshi Murata dos Institutos Nacionais de Ciências Naturais e Prof. Masaharu Takemura da Universidade de Ciência de Tóquio revelou, pela primeira vez, um processo único de maturação de quatro estágios que o medusavírus sofre dentro do hospedeiro células.

O Prof. Takemura comenta:"De uma perspectiva evolutiva, o medusavírus é extremamente interessante, pois seu processo de replicação e genoma são diferentes dos de outros vírus. Curiosamente, o medusavírus também possui uma estrutura de partículas única. incursões para elucidar a biologia deste vírus, caracterizando sua morfologia e processo de maturação."

Para fazer isso, os pesquisadores usaram duas técnicas que permitem a visualização em alta resolução da infecção viral – microscopia eletrônica de transmissão convencional (C-TEM) e microscopia crioeletrônica (crio-EM). Usando essas técnicas, eles observaram a morfologia detalhada de partículas de medusavírus em células de ameba infectadas.

Sua primeira e surpreendente descoberta foi a presença de quatro tipos de partículas de medusavírus dentro e fora das células hospedeiras infectadas. Com base em suas características, essas partículas foram denominadas pseudo-DNA-vazio (p-Vazio, ou seja, preenchido com material esponjoso, mas sem DNA), vazio de DNA (Vazio, ou seja, sem material esponjoso ou DNA), semi-DNA-cheio (s-cheio, ou seja, meio cheio de DNA) e partículas cheias de DNA (cheio, ou seja, completamente cheias de DNA).

Posteriormente, eles realizaram uma análise de curso de tempo, na qual a expressão gênica foi medida em vários pontos de tempo durante a maturação, e descobriram que os quatro tipos de partículas representavam quatro estágios consecutivos de maturação viral. Eles descobriram que, ao contrário de outros vírus, o capsídeo viral ou concha do medusavírus foi produzido independentemente no citoplasma da célula hospedeira, enquanto o DNA viral foi produzido no núcleo. Além disso, apenas capsídeos vazios presentes perto do núcleo hospedeiro podem incorporar DNA viral e se tornar partículas s-Full ou DNA-full. Esses achados sugeriram que o medusavírus teve um processo de maturação único.

Para observar a estrutura detalhada dos quatro tipos de partículas de medusavírus, a equipe usou a técnica crio-EM. Eles descobriram que todos os diferentes tipos de partículas tinham uma estrutura externa comparável, com a presença de três picos diferentes. A configuração do invólucro do capsídeo também foi consistente com a estrutura da camada de membrana dentro do capsídeo. No entanto, enquanto as partículas s-Full e Full mostraram uma membrana interna completa, as partículas p-Empty e Empty tinham "estruturas de membrana abertas", o que significa que a membrana tinha uma lacuna em uma extremidade.

"Os vírus são inteligentes e podem se replicar e amadurecer de várias maneiras. Nossas descobertas revelam a maneira única pela qual o medusavírus amadurece. As membranas abertas que observamos nas partículas p-vazias e vazias foram particularmente interessantes. Acreditamos que as lacunas nas membranas indicam uma incompletude e representam um estado em que as partículas virais ainda não amadureceram. As lacunas provavelmente são usadas para trocar DNA e proteínas necessárias para a maturação do medusavírus e desaparecem quando o vírus atinge seu estágio final", explica o Prof. Takemura.

Esses novos insights não apenas demonstram um novo mecanismo de formação e maturação de partículas em medusavírus, mas também esclarecem a grande diversidade estrutural e comportamental dos vírus gigantes. Eles representam um salto "gigante" em nosso conhecimento da biologia do vírus e exigem mais pesquisas sobre vírus gigantes, o que pode ajudar a responder a inúmeras perguntas sobre evolução e infecção.