Virus multipartiti ed i loro vantaggi tutti da scoprire

I virus sono famosi per le loro infezioni. La virologia negli anni ha fatto passi da gigante scoprendo come si replicano e come usano la cellula come macchinario per riprodursi. Sono parassiti con la P maiuscola, ma nonostante sappiamo tanto sul loro conto, non finiscono mai di stupire! Anche se esistono vaccini, questi piccoli killer riescono sempre trovare modi nuovi per “dare fastidio”.

Figura 1 – Ricostruzione grafica di virus generici

Virus multipartiti

Sappiamo che i virus sono capaci d’infettare singole cellule che usano per replicarsi al loro interno interamente. Eppure una recente ricerca francese ha individuato dei virus che spargono i propri geni in molte cellule ospiti. Questi virus particolari vengono chiamati multipartiti e i ricercatori dell’INRA di Montpellier li stanno studiando per bene ed hanno sottolineato che i virus multipartiti esistono “da sempre” ed infettano utilizzando le cellule per formare vari pezzi vitali. Questi, tramite l’utilizzo di vescicole vengono portati verso altre cellule per essere assemblati e formare un virus completo. Insomma l’infezione di questi virus non coinvolge solamente una singola cellula, ma un concerto di cellule dove ognuna di esse compone una parte differente del virus!

Quali sono i vantaggi evolutivi? Questo è il dilemma!

Eppure questa strategia sembra essere un po’ svantaggiosa per questi virus ai fini evolutivi, poichè è molto facile “perdere i pezzi” facendo sì che alcune parti essenziali del virus non vengano per nulla prodotte. Com’è possibile che questi virus esistano? Infatti non dovrebbero proprio esistere, poichè nella maggior parte dei casi non sono rappresentati tutti i geni nelle cellule ospiti. Varie ricerche hanno messo in evidenza che la multipartizione ha più svantaggi che vantaggi, infatti per poter essere una strategia evolutiva efficace non potrebbero esistere virus provvisti di più di 4 segmenti genomici.

FBNSV il virus con 8 segmenti genici

Ma c’è un virus che ne ha ben 8, FBNSV che attacca le cellule vegetali e ogni suo segmento genico viene trasportato in una cellula diversa, ma la domanda è: come è possibile che questo virus esista ancora e come si è evoluto? I ricercatori dell’INRA hanno così indagato sul fatto che forse tutti i segmenti del virus possano essere presenti all’interno della cellula affinché avvenga l’infezione. I ricercatori hanno marcato 2 segmenti virali alla volta del virus FBNSV. Le cellule vegetali infettate hanno messo in evidenza che non tutte contenevano il set completo di segmenti genetici del virus, ma ciò che stupisce è il fatto che sia stata trovata una proteina vitale per il virus in cellule dove il suo segmento genetico non era presente!

L’ipotesi ancora tutta da dimostrare è che i prodotti genici che compongono il virus siano condivisi tra le cellule di modo che ogni componente del virus si possa replicare e impacchettare in un capside ed in un secondo momento diffondersi, ma le modalità di condivisione non sono ancora chiare.

Figura 2 – Ricostruzione grafica di batteriofagi

FBNSV e la sua trasmissione

Ma forse il tutto risiede nella comunicazione tra cellule vegetali, attraverso i plasmodesmi cellulari si potrebbero condividere le proteine del virus e ciò spiegherebbe le infezioni nelle piante, ma come si trasmette questo virus? Attraverso dei piccoli insetti che si chiamano Afidi. Per trasmettere il virus gli afidi devono prima avere tutti e 8 i suoi segmenti per poterli, in un secondo momento, trasferirli alle cellule vegetali e permettere al virus di infettarle. Sembra però che le cellule vegetali non vengano infettate con tutti e 8 i segmenti e quindi l’infezione è molto difficile che avvenga. Ma la domanda rimane ancora senza risposta!

Qual’è il vantaggio evolutivo della strategia di multipartizione? Gli scienziati hanno scoperto che quando il virus infetta nuovi ospiti la frequenza dei segmenti genici tende a cambiare permettendo al virus di testare nuovi livelli di espressione genica e capire quale si adatta meglio all’ambiente cellulare con cui ha a che fare.

Un’ipotesi evolutiva

Sul vantaggio evolutivo un’altra ipotesi può essere valida, ossia quella che il virus segmenta in cellule diverse i propri pezzi genomici per “nascondersi” dalle cellule. Le cellule vegetali riconoscono alcune proteine virali, individuano il virus e lo eliminano, invece segmentando il genoma le cellule vegetali non percepiscono il virus. Ma ancora una volta ci troviamo davanti ad un’ipotesi e non ad una certezza. Un virus che ha un comportamento simile a FBNSV è il virus dell’influenza. Quest’ultimo ha otto segmenti, ma non sono segmentati, si trovano uniti nel capside. Il team di ricerca dell’INRA ha studiato il virus e ha costatato che solo una piccola parte delle particelle virali ha copie funzionali di tutti e 8 i pezzi genomici, la maggior parte di esse sono così incomplete e da sole non sono capaci di infettare. Eppure rispetto all’FBNSV è in grado di infettare molto di più!

In conclusione questa serie di studi approfondiscono il tema della multipartizione, ma i modelli teorici per ora sono ancora pochi e tanta strada deve essere ancora fatta, per capire i vantaggi evolutivi di questi particolari virus e come la multipartizione può essere un vantaggio a livello infettivo ed evolutivo.

Maria Luisa Cirillo

Fonti

Informazioni su Maria Luisa Cirillo 17 Articoli
Maria Luisa Cirillo, dottoressa in biologia con una grande passione per tutto ciò che è scienza. Aspirante docente, ha una vocazione per la divulgazione scientifica attribuendo ad essa una grandissima importanza. Ha esperienza nel campo delle produzioni alimentari e sicurezza alimentare, in laboratori di microbiologia e di citologia-istologia.

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