Baculovirus: flagello per insetti ed utile strumento per biologi

I Baculovirus sono una famiglia di virus infettanti artropodi molto conosciuti e sfruttati nella biologia e industria moderna, questo grazie alla loro elevata specificità per gli insetti; per quanto riguarda l’utilità per l’uomo, l’alta specificità è proprio il punto forte di questa famiglia. Infatti, ad esempio, la certezza che il virus non contamini altri organismi se non l’artropode designato è un buon margine per chi lavora sul DNA: utilizzare un virus che non infetta l’uomo è sicuramente un sollievo per l’operatore, ma in aggiunta anche usi più industriali sono favoriti da questa caratteristica, come per esempio la disinfestazione mirata nell’industria agraria o altresì il contenimento di specie invasive.

Autographa californica nella sua forma larvale, il lepidottero grazie al quale è stato scoperto Baculovirus

Esistono varie specie di Baculovirus, dall’Alphabaculovirus al Deltabaculovirus, e ciascuna ha il proprio specifico ospite. Per esempio il Deltabacculovirus infetta solo i Ditteri (mosche e zanzare), mentre il Betabaculovirus solo i Lepidotteri (bruchi, farfalle e falene).

Il ciclo vitale di un Baculoviridae è abbastanza semplice:
1. l’artropode si nutre di un substrato infetto, per esempio una foglia con associati i corpi di occlusione (Fig.1). Queste strutture permettono la conservazione del capside e del suo contenuto in un ambiente esterno al suo ospite. Esse sono formate da poliedrina, una proteina che sarà degradata solamente all’interno del tubo digerente dell’artropode, garantendo in questo modo un rilascio del capside preciso, in grado di garantire le massime chance di sopravvivenza al virus.

(Fig.1)Sezione di un Corpo di occlusione, sono visibili aggregati di capsidi in sezioni varie

2. Il virus comincia a infettare le cellule grazie alla glicoproteina omotrimerica di fusione gp64 (Fig.2); tale proteina media l’infezione poichè è in grado di indurre la fusione della membrana cellulare con quella virale, cosa che avviene in questa fase.
3. Il virus, ormai penetrato nella cellula, trascrive il suo DNA circolare (simile al DNA plasmidico), il quale verrà poi tradotto dalla cellula ospite e darà inizio, successivamente, alla sintesi degli enzimi virali e alla riproduzione del virus.
4. Sono prodotte quindi altre unità, sia per la propagazione nell’ospite, sia altri corpi di inclusione per la ricerca di nuovi ospiti.

(Fig.2)Proteina di fusione gp64 (a fusione avvenuta) a. Domini b. Subunità singola c. Forma trimerica d. Space-filling model

Baculovirus è stato uno strumento fondamentale per la scoperta e lo studio delle proteine IAP (Inhibitor of Apoptosis Proteins); la funzione di tali proteine è quella di impedire l’apoptosi accidentale nelle cellule sane e in questo modo garantire la salute dell’individuo. Le proteine IAP sono in grado di inibire la cascata apoptotica mediante la stabilizzazione dei complessi apoptotici. Tali complessi sono formati dai recettori di morte (o alternativamente da apoptosomi), da proteine adattatrici e dalle caspasi (le proteine che normalmente mediano il fenomeno). Il ruolo delle IAP è quello di impedire l’attivazione delle caspasi, tenendole a distanza ed evitando così i tagli e quindi le attivazioni reciproche. Baculovirus possiede nel suo genoma circolare delle proteine omologhe alle IAP dell’ospite e anche delle proteine (Op-IAP3) in grado di stabilizzare e quindi aumentare l’attività delle IAP proprie dell’ospite.

Fonti:

Journal of Virology https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4702543/(IAP), Nature http://www.nature.com/nsmb/journal/v15/n10/full/nsmb.1484.html (Struttura gp64)

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