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Elemento viral endógeno

Un elemento viral endógeno ( EVE ) es una secuencia de ADN derivada de un virus y presente en la línea germinal de un organismo no viral . Los EVE pueden ser genomas virales com...

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Un elemento viral endógeno ( EVE ) es una secuencia de ADN derivada de un virus y presente en la línea germinal de un organismo no viral . Los EVE pueden ser genomas virales completos ( provirus ) o fragmentos de genomas virales. Surgen cuando una secuencia de ADN viral se integra en el genoma de una célula germinal que posteriormente produce un organismo viable. El EVE endogenizado puede heredarse de una generación a otra como un alelo en la especie huésped e incluso puede llegar a fijarse .

Los retrovirus endógenos y otros EVE que se presentan como provirus pueden conservar la capacidad de producir virus infecciosos en su estado endógeno. La replicación de estos virus endógenos "activos" puede dar lugar a la proliferación de inserciones virales en la línea germinal. En la mayoría de los virus no retrovirales, la integración en la línea germinal parece ser un evento raro y anómalo, y los EVE resultantes suelen ser solo fragmentos del genoma del virus parental. Estos fragmentos generalmente no son capaces de producir virus infecciosos, pero pueden expresar proteínas , ARN o incluso receptores de la superficie celular .

Diversidad y distribución

Se han identificado EVE en animales , plantas y hongos . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] En vertebrados , los EVE derivados de retrovirus ( retrovirus endógenos ) son relativamente comunes. Debido a que los retrovirus se integran en el genoma nuclear de la célula huésped como parte inherente de su ciclo de replicación , están predispuestos a entrar en la línea germinal del huésped. Además, se han identificado EVE relacionados con parvovirus , filovirus , bornavirus y circovirus en genomas de vertebrados. En genomas de plantas, los EVE derivados de pararetrovirus son relativamente comunes. También se han identificado EVE derivados de otras familias de virus no retrotranscriptivos, como Geminiviridae , en plantas. Además, se han encontrado EVE relacionados con virus gigantes (también conocidos como GEVE) del filo Nucleocytoviricota (NCLDV) similares al virus Aureococcus anophagefferens (AaV) en 2019/2020. [ 5 ]

Identificación

Los EVE se identifican tradicionalmente por su similitud con virus conocidos. En 2021, se demostró que la composición de k-meros de los virus de ARN endógenos se asemeja a la de sus homólogos exógenos. Como resultado, ahora es posible identificar nuevos grupos de virus de ARN endógenos cuyos parientes exógenos se han extinguido. [ 6 ]

Uso en paleovirología

Los EVE son una fuente excepcional de información retrospectiva sobre virus antiguos. Muchos se derivan de eventos de integración de la línea germinal ocurridos hace millones de años y pueden considerarse fósiles virales . Estos EVE antiguos constituyen un componente importante de los estudios paleovirológicos que abordan la evolución a largo plazo de los virus. La identificación de inserciones de EVE ortólogas permite calibrar las cronologías evolutivas a largo plazo de los virus, basándose en el tiempo estimado desde la divergencia de los grupos de especies hospedadoras que contienen ortólogos. Este enfoque ha proporcionado edades mínimas que oscilan entre 30 y 93 millones de años para las familias de virus Parvoviridae , Filoviridae , Bornaviridae y Circoviridae , [ 3 ] >100 millones de años en los Flaviviridae , [ 7 ] y 12 millones de años para el género Lentivirus de la familia Retroviridae . Los EVE también facilitan el uso de enfoques basados ​​en relojes moleculares para obtener calibraciones de la evolución viral en el tiempo profundo . [ 8 ] [ 9 ]

Cooptación y exaptación por especies hospedadoras

Los EVE a veces pueden proporcionar una ventaja selectiva a los individuos en los que se insertan. Por ejemplo, algunos protegen contra la infección con virus relacionados. [ 10 ] [ 11 ] En algunos grupos de mamíferos, incluidos los primates superiores , las proteínas de la envoltura retroviral se han exaptado para producir una proteína que se expresa en el sincitiotrofoblasto placentario y participa en la fusión de las células del citotrofoblasto para formar la capa sincitial de la placenta. En los humanos, esta proteína se llama sincitina y está codificada por un retrovirus endógeno llamado ( ERVWE1 ) en el cromosoma siete . Sorprendentemente, la captura de genes de sincitina o similares a la sincitina ha ocurrido de forma independiente, a partir de diferentes grupos de retrovirus endógenos, en diversos linajes de mamíferos . Se han identificado genes distintos similares a la sincitina en primates , roedores , lagomorfos , carnívoros y ungulados , con fechas de integración que van desde 10 hasta 85 millones de años atrás. [ 12 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Taylor DJ, Bruenn J (diciembre de 2009). "La evolución de nuevos genes fúngicos a partir de virus de ARN no retrovirales" . BMC Biology . 7 : 88. doi : 10.1186/1741-7007-7-88 . PMC 2805616. PMID 20021636 .  
  2. ↑ Koonin EV (enero de 2010). "Domando a los astutos: nuevos genes eucariotas de virus de ARN" . BMC Biology . 8 :2. doi : 10.1186/1741-7007-8-2 . PMC 2823675. PMID 20067611 .  
  3. 1 2 Katzourakis A, Gifford RJ (noviembre de 2010). " Elementos virales endógenos en genomas animales" . PLOS Genetics . 6 (11) e1001191. doi : 10.1371/journal.pgen.1001191 . PMC 2987831. PMID 21124940 .  
  4. ↑ Feschotte C, Gilbert C (marzo de 2012). "Virus endógenos: perspectivas sobre la evolución viral y su impacto en la biología del huésped" ( PDF) . Nature Reviews. Genetics . 13 (4): 283– 296. doi : 10.1038/nrg3199 . PMID 22421730. S2CID 205485232 .  
  5. ^ Moniruzzaman M, Weinheimer AR, Martinez-Gutiérrez CA, Aylward FO (diciembre de 2020). "La endogenización generalizada de virus gigantes da forma a los genomas de algas verdes" . Naturaleza . 588 (7836): 141– 145. Bibcode : 2020Natur.588..141M . doi : 10.1038/s41586-020-2924-2 . PMID 33208937 . S2CID 227065267 .  
  6. ↑ Kojima S, Yoshikawa K, Ito J, Nakagawa S, Parrish NF, Horie M, et al. (febrero de 2021). "Inserciones similares a virus con firmas de secuencia similares a las de virus de ARN no retrovirales endógenos en el genoma humano" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 118 (5) e2010758118. Bibcode : 2021PNAS..11810758K . doi : 10.1073/pnas.2010758118 . PMC 7865133. PMID 33495343 .   
  7. ↑ Bamford CG, de Souza WM, Parry R, ​​Gifford RJ (2022). "Análisis comparativo de secuencias virales codificadas en el genoma revela la historia evolutiva de los flavivíridos (familia Flaviviridae)" . Virus Evolution . 8 (2) veac085. doi : 10.1093/ve/veac085 . PMC 9752770. PMID 36533146 .  
  8. ↑ Katzourakis A, Tristem M, Pybus OG, Gifford RJ (abril de 2007). "Descubrimiento y análisis del primer lentivirus endógeno" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 104 (15): 6261– 6265. doi : 10.1073/pnas.0700471104 . PMC 1851024. PMID 17384150 .  
  9. ↑ Gilbert C, Feschotte C (septiembre de 2010). " Los fósiles genómicos calibran la evolución a largo plazo de los hepadnavirus" . PLOS Biology . 8 (9): e100049. doi : 10.1371/journal.pbio.1000495 . PMC 2946954. PMID 20927357 .  
  10. ↑ Best S, Le Tissier P, Towers G, Stoye JP (agosto de 1996). "Clonación posicional del gen de restricción Fv1 del retrovirus del ratón". Nature . 382 ( 6594): 826– 829. Bibcode : 1996Natur.382..826B . doi : 10.1038/382826a0 . PMID 8752279. S2CID 1883507 .  
  11. ↑ Arnaud F, Varela M, Spencer TE, Palmarini M (noviembre de 2008). "Coevolución de betaretrovirus endógenos de ovejas y su huésped" . Cellular and Molecular Life Sciences . 65 (21): 3422– 3432. doi : 10.1007/s00018-008-8500-9 . PMC 4207369. PMID 18818869 .  
  12. ↑ Dupressoir A, Lavialle C, Heidmann T (septiembre de 2012). "De los retrovirus infecciosos ancestrales a los genes celulares genuinos: papel de las sincitinas capturadas en la placentación". Placenta . 33 (9): 663– 671. doi : 10.1016/j.placenta.2012.05.005 . PMID 22695103 . 
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