I ricercatori avevano studiato l’Alga Green Chlamydomonas Reinhardtii per decenni senza vedere prove di un virus attivo al suo interno – fino a quando una coppia di ricercatori della Virginia Tech non si è guadata nella conversazione.
Maria Paula Erazo-Garcia e Frank Aylward non solo hanno trovato un virus nell’alga, ma hanno scoperto il più grande mai registrato con un ciclo di infezione latente, il che significa che diventa dormiente nell’ospite prima di essere riattivati per causare malattie.
“Conosciamo a lungo le infezioni latenti”, ha detto Aylward, professore associato presso il Dipartimento di scienze biologiche. “Molti virus sono temperati nel senso che possono integrare i loro genomi in quello dell’ospite e talvolta rimasti dormienti per lunghi periodi di tempo, ma ciò che è notevole in questo virus è che è così grande. Questo è il più grande virus temperato scoperto fino ad oggi con questo particolare ciclo di infezione.”
Erazo-Garcia, un candidato Ph. D.
I ricercatori hanno sfruttato le collaborazioni internazionali e le risorse del campus sia nel Centro di sequenziamento Genomics del Fralin Life Science Institute sia nel laboratorio di caratterizzazione e fabbricazione delle nanoscale Virginia Tech per scoprire il virus, che hanno chiamato Punuivirus.
Hanno dimostrato che, se integrato nel genoma di un ospite, può riattivare e produrre spontaneamente particelle virali che vengono rilasciate in colture cellulari sane.
Insieme ai nuovi risultati, i ricercatori ritengono anche che lo studio farà luce su potenziali applicazioni biotecnologiche, in particolare quelle coinvolte nella consegna e nell’integrazione del DNA. Questo potrebbe essere potenzialmente sfruttato per le applicazioni di editing genico.
“È affascinante pensare che tutte queste cose che stiamo cercando di progettare in altri sistemi stanno già accadendo naturalmente qui”, ha detto Aylward. “È una meravigliosa opportunità per imparare come gli enzimi virali iniziano l’integrazione del DNA perché possono essere cooptati per scopi biotecnologici.”
Secondo Aylward, Chlamydomonas reinhardtii è una delle alghe verdi più ben studiate. Gli scienziati hanno informazioni risalenti agli anni ’70 che indicano la produzione virale in colture altrimenti sane di alcune alghe verdi. Sospettavano che potesse essere dall’attività dei virus latenti, ma questo era difficile da dimostrare a causa delle limitazioni tecnologiche e della possibilità di contaminazione ambientale.
In genere, se viene infetta un’alga sana con una coltura verde piena e densa, le cellule moriranno rapidamente e ci saranno prove visive. Le celle si raggruppano spesso e il pallone verde diventerà rapidamente chiara.
“[Originally,] Non lo vedevamo affatto “, ha detto Aylward.” La cultura sembrava completamente sana. Non sapresti che ci fosse alcuna infezione virale se non avessi fatto queste sofisticate analisi molecolari “.
Per verificare gli elementi virali nell’alga, i ricercatori hanno condotto un sequenziamento di lettura a lungo, un processo che analizza lunghi fili di DNA, per testare un particolare ceppo di alga noto per contenere elementi virali. Questo lavoro è stato condotto nel Genomics Sequencing Center con ulteriori indicazioni del Max Planck Institute for Biology Tübingen.
Hanno quindi valutato se l’elemento virale era attivo e poteva produrre particelle virali monitorando la produzione del virus genitore in colture dall’inoculazione alla fase stazionaria e hanno trovato una popolazione distinta di particelle virali.
“Avevamo bisogno di prove che fosse lì”, ha detto Erazo-Garcia, che sta studiando scienze biologiche. “E ottenere immagini è uno dei modi più convincenti per convincere la comunità che questo è un virus attivo”.
Le colture hanno mostrato che i virus genitori sono stati prodotti alle fasi stazionarie esponenziali e precoci della crescita dell’ospite e che solo un piccolo numero di cellule conteneva virus attivi, motivo per cui l’infezione era difficile da rilevare.
Ulteriori indagini sul laboratorio di caratterizzazione e fabbricazione di Virginia Tech hanno mostrato che le particelle virali erano presenti nelle colture, dimostrando nuovamente l’infezione latente.
La collaborazione è stata fondamentale, poiché Aylward e Garcia ha anche lavorato con ricercatori dell’Università di Lund in Svezia e il Royal Institute of Sea Research nei Paesi Bassi, confrontando i risultati che hanno indicato dinamiche di infezione simili e presso l’Università di Miami, dove un collaboratore ha aiutato a gettare le basi che hanno portato alla scoperta.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com