Algumas mutações genéticas podem fazer com que um vírus floresça. Outros fazem o vírus murchar, incapaz de funcionar normalmente e reproduzir. No entanto, outras mutações genéticas só aparecem em certas condições.

Uma dessas proteínas mutantes, que funciona mal em altas temperaturas, deu aos cientistas do Instituto de Pesquisa Virginia Tech Carilion uma melhor compreensão do rotavírus - uma causa comum de doenças diarreicas em bebês e crianças.

Seu estudo, que revela locais funcionais previamente desconhecidos em uma proteína de rotavírus, foi publicado recentemente no Journal of Virology .

O rotavírus infecta todas as crianças com menos de cinco anos e pode causar desidratação fatal se não for tratado adequadamente.

O vírus tem três camadas, com material genético e enzimas em seu centro. As enzimas, chamadas polimerases, ajudar a copiar o material genético do vírus. Os detalhes deste processo permaneceram em grande parte um mistério, limitando a compreensão da biologia do rotavírus.

Para elucidar os detalhes desse processo, Sarah McDonald, um professor assistente do Instituto de Pesquisa Virginia Tech Carilion que liderou o estudo, e sua equipe utilizou uma cepa de rotavírus com uma mutação sensível à temperatura na polimerase. Quando exposto a altas temperaturas, o vírus não consegue se propagar.

Ao estudar como essa mutação afeta o comportamento da polimerase em alta temperatura, os pesquisadores podem começar a conectar os pontos de causa e efeito entre a mutação e o comportamento da proteína.

"Quando as células foram incubadas em baixas temperaturas, a polimerase mutante trafegou bem, "McDonald disse." Sua atividade enzimática era a mesma da proteína normal. Em altas temperaturas, vimos uma grande discrepância entre os dois tipos de proteína. Isso forneceu validação bioquímica de que a característica de sensibilidade à temperatura desse vírus é provavelmente causada por essa mutação em particular. "

De acordo com McDonald, a região em torno da mutação não tinha função conhecida para a polimerase. Ainda, quando a proteína mutada foi exposta a altas temperaturas, não poderia interagir adequadamente com outras proteínas nem replicar com eficiência o genoma do ácido nucleico viral.

Estudos científicos anteriores revelaram a existência da mutação sensível à temperatura. A equipe do Virginia Tech Carilion Research Institute foi a primeira a mostrar como a mutação pode causar a sensibilidade do vírus à temperatura.

"Sempre que você tem uma mutação que causa um defeito funcional em uma proteína, muitas vezes há mudanças na dinâmica estrutural da proteína - como a proteína se move, "disse McDonald, que também é professor assistente no Virginia-Maryland College of Veterinary Medicine.

Para entender como a mutação pode ter alterado a estrutura da polimerase, McDonald se juntou a Leslie LaConte, professor assistente de pesquisa no Virginia Tech Carilion Research Institute. LaConte comparou as proteínas mutantes com proteínas normais com simulações computacionais de como as proteínas se movem em altas temperaturas.

As projeções foram sobrepostas, e as diferenças mais dramáticas estavam no local da mutação, bem como um outro local.

"Surpreendentemente, também encontramos muitas mudanças no movimento de uma alça muito distal na polimerase, que também não tem função conhecida, "Disse McDonald." Isso sugere que a região mutante original é importante, mas que talvez esta outra localização também seja importante para a função e interação da polimerase. "

McDonald disse que eles obtiveram alguns insights sobre a replicação do rotavírus - que essas regiões são funcionalmente importantes - e ainda há muito a descobrir.

"Este estudo foi parte de nossa série contínua de experimentos para sondar a estrutura e função da polimerase viral e entender como o vírus se replica dentro das células, "Disse McDonald.

McDonald também observou que tanto as polimerases virais quanto os vírus sensíveis à temperatura têm sido usados ​​há anos como ferramentas científicas para estudar como os vírus operam. As informações coletadas deles nos estudos atuais de sua equipe podem ajudar a informar a prevenção da infecção e o tratamento para o rotavírus.