Un grupo de investigadores descubrió un nuevo gen “oculto” en el Sars-CoV-2, el virus que causa el Covid-19, que puede haber contribuido a su biología única y su potencial pandémico.
En un virus que solo tiene alrededor de 15 genes en total, el hecho de saber más sobre éste y otros genes superpuestos, o “genes dentro de los genes”, podría tener un impacto significativo en la forma en que se combate el virus. El nuevo gen se describe en la revista eLife .
“La superposición de genes puede ser una de las formas en que los coronavirus han evolucionado para replicarse de manera eficiente, frustrar la inmunidad del huésped o transmitirse”, dijo el autor principal Chase Nelson, investigador postdoctoral en la Academia Sinica en Taiwán y científico visitante en el Museo Americano de Historia Natural.
“Saber que existen genes superpuestos y cómo funcionan puede revelar nuevas vías para el control del coronavirus, por ejemplo, a través de medicamentos antivirales”, añadió.
El equipo de investigación identificó ORF3d, un nuevo gen superpuesto en el Sars-CoV-2, que tiene el potencial de codificar una proteína que es más larga de lo esperado por casualidad. Descubrieron que este gen también está presente en un coronavirus de pangolín previamente descubierto, tal vez reflejando la pérdida o ganancia repetida de este gen durante la evolución del Sars-CoV-2 y virus relacionados.
Además, se ha identificado ORF3d de forma independiente y se ha demostrado que provoca una fuerte respuesta de anticuerpos en pacientes con Covid-19, lo que demuestra que la proteína del nuevo gen se fabrica durante la infección humana.
“Todavía no conocemos su función o si hay importancia clínica”, dijo Nelson. “Pero predecimos que es relativamente poco probable que este gen sea detectado por una respuesta de células T, en contraste con la respuesta de anticuerpos. Y tal vez eso tenga algo que ver con cómo pudo surgir el gen”, explicó.
A primera vista, los genes pueden parecer un lenguaje escrito en el sentido de que están formados por cadenas de letras (en los virus de ARN, los nucleótidos A, U, G y C) que transmiten información. Pero mientras que las unidades del lenguaje (palabras) son discretas y no se superponen, los genes pueden superponerse y ser multifuncionales, con información codificada de forma críptica dependiendo de dónde empiece a “leer”.
Los virus de ARN tienen una alta tasa de mutación
Los genes superpuestos son difíciles de detectar y la mayoría de los programas informáticos científicos no están diseñados para encontrarlos. Sin embargo, son comunes en los virus. Esto se debe en parte a que los virus de ARN tienen una alta tasa de mutación, por lo que tienden a mantener bajo el recuento de genes para prevenir una gran cantidad de mutaciones.
Como resultado, los virus han desarrollado una especie de sistema de compresión de datos en el que una letra de su genoma puede contribuir a dos o incluso tres genes diferentes.
“La falta de genes superpuestos nos pone en peligro de pasar por alto aspectos importantes de la biología viral”, señaló. Nelson. “En términos de tamaño del genoma, el Sars-CoV-2 y sus parientes se encuentran entre los virus de ARN más largos que existen. Por lo tanto, son quizás más propensos a los ‘trucos genómicos’ que otros virus de ARN”.
Antes de la pandemia, mientras trabajaba en el Museo como becario Gerstner en bioinformática y biología computacional, Nelson desarrolló un programa informático que analiza los genomas en busca de patrones de cambio genético que son exclusivos de genes superpuestos.
Para este estudio, Nelson se asoció con científicos de instituciones como la Universidad Técnica de Munich y la Universidad de California, Berkeley, para aplicar este software y otros métodos a la gran cantidad de nuevos datos de secuencia disponibles para el Sars-CoV-2. El grupo tiene la esperanza de que otros científicos investiguen el gen que descubrieron en el laboratorio para definir su función y posiblemente determinar qué papel podría haber jugado en la aparición del virus pandémico.
