Un nuevo elemento genético del que desconocemos prácticamente todo
Se acaba de publicar en la revista Cell un interesante artículo titulado Viroid-like colonists of human microbiomes (Colonos de microbiomas humanos similares a los viroides). Describe un nuevo grupo de elementos genéticos de ARN circulares descubiertos en microbiomas humanos y ambientales. El descubrimiento es muy novedoso y varios medios de comunicación se han hecho eco del mismo. No sabemos la trascendencia que tendrá este descubrimiento, igual dentro de varios años revoluciona la biomedicina o la biotecnología, pero de momento son más las preguntas pendientes que lo que conocemos.
No son virus
Lo que los autores han denominado con el original nombre de “obeliscos” son pequeñas moléculas de RNA de estructura circular y con forma de bastón (de ahí el término “obelisco”) de unos 1.000 nucleótidos. Contienen información para sintetizar unas proteínas denominadas “oblinas”, que no se parecen a ninguna otra proteína conocida hasta ahora, por lo que constituyen una nueva familia de proteínas de función desconocida. Estos obeliscos son heredables y tienen la capacidad de autorreplicarse, hacerse copias de sí mismo dentro de las células. Son más sencillos que un virus, carecen de envoltura o cápside proteica. Quizá podríamos calificarlos como plásmidos de RNA.
Cómo los han descubierto
La manera en cómo los han descubierto es también peculiar. No han aislado los ácidos nucleicos de una célula y los han analizado, sino que han hecho una investigación en bases de datos, algo similar a lo que podríamos denominar minería de datos. Los investigadores han desarrollado una herramienta bioinformática, llamada «Viroid Nominator» (VNom), para identificar estas moléculas en bases de datos con millones de secuencias de RNA de distinto origen. Se han detectado en muestras de diversos nichos ecológicos: suelos, ríos, océanos, aguas residuales o en microbiomas de animales y humanos. Es un método de detección indirecto, investigando secuencias en bases de datos. Así, han llegado a identificar cerca de 30.000 de estos obeliscos.
En las bacterias de la boca o el intestino humano
Se han encontrado en las bacterias que habitan en la boca y en el intestino humano. En concreto, en muestras del genoma de la microbiota humana, ese conjunto de todos los microorganismos que se encuentran en el cuerpo humano. El 50% se encuentran en el microbioma de la cavidad oral y son diferentes de los obeliscos encontrados en muestras de microbiomas intestinales. Un descubrimiento notable fue la asociación de un obelisco concreto con la bacteria Streptococcus sanguinis presente en la cavidad oral. Esto les ha permitido investigar qué posible función tiene esa molécula en la bacteria y han comprobado no es esencial para su crecimiento en condiciones de laboratorio, por lo que la función de los obeliscos sigue siendo una incógnita.
Cuando se analiza y compara la secuencia de los obeliscos con el resto de secuencias de RNA de las bases de datos, se comprueba que los obeliscos forman su propio grupo filogenético, sin similitud detectable con otros agentes biológicos conocidos.
Similares a los viroides
Sin embargo, lo más parecido a los obeliscos son otros elementos de RNA, como los viroides o el virus de la hepatitis D o agente delta.
Un viroide es una partícula infecciosa mucho más pequeña y simple que un virus, son patógenos moleculares. Consiste únicamente en una pequeña molécula de RNA circular, de entre 250-400 nucleótidos, lo que los convierte en las partículas infecciosas más pequeñas conocidas. A modo de comparación, un virus típico es mucho más grande y puede tener entre miles y millones de nucleótidos, además de una envoltura o cápside de proteínas. Los viroides no tienen envoltura ni DNA, y carecen de las proteínas o cápsides. Los viroides no codifican para ninguna proteína; pero se autorreplican utilizando las enzimas de la célula huésped que infectan. La simplicidad y tamaño diminuto de los viroides, junto con su falta de proteínas, los distinguen de los virus y muestran cómo un mínimo de material genético puede ser suficiente para causar infecciones en las células. Parte de la secuencia de RNA de los viroides es similar a las secuencias de intrones de algunos genes celulares por lo que se piensa que interfieren en el procesamiento de otros RNA y de ahí su papel patógeno. Los viroides se han descrito solo en plantas, donde causan enfermedades importantes al interferir con el funcionamiento célula, provocando fisuras en la corteza de los cítricos, reducción del crecimiento, deformación y crecimiento anormal, enanismo, pérdida de hojas, clorosis, reducción en la producción de frutos e incluso la muerte de la planta. Los viroides representan un problema para la agricultura, ya que son difíciles de controlar y pueden diseminarse rápidamente, causando grandes pérdidas en los cultivos. Los obeliscos no son virus, pero tampoco son viroides. Se parece a los viroides en que también tiene un genoma circular de RNA, se autorreplican y no tienen una cápside proteica, pero los viroides son más pequeños y no codifican proteínas.
Nunca se ha demostrado que los viroides afecten a células animales o humanas. Lo más parecido a un viroide es el virus de la hepatitis D o agente delta, que contiene una parte de su genoma RNA muy similar a un viroide. En realidad, el virus de la hepatitis D es un virus satélite, un tipo de virus que necesita la ayuda de otro virus para poder replicarse y completar su ciclo de vida. A diferencia de otros virus, los virus satélites no pueden llevar a cabo su replicación de forma independiente, ya que no poseen todos los componentes necesarios para reproducirse en una célula huésped. Dependen, por tante, de otro virus, llamado virus ayudante o «helper», para proporcionar las funciones que les faltan. El virus de la hepatitis D requiere la presencia del virus de la hepatitis B para replicarse y ser infeccioso.
Los viroides son lo más parecido a los obeliscos, pero éstos forman un grupo distinto. Aunque se parecen a estos elementos, los obeliscos no se ajustan completamente a las definiciones de virus ni de viroides, por lo que proponen catalogarlos como plásmidos de RNA.
Lo que no sabemos todavía
Pero lo que no sabemos sobre los obeliscos es más que lo que sabemos. Aún no se entiende completamente la función de los obeliscos en el genoma de los microorganismos ni su impacto en la salud humana. ¿Cuál es su función? ¿Son patógenos moleculares? El descubrimiento de los obeliscos plantea preguntas sobre su modo de transmisión, ¿se propagan principalmente a través de partículas similares a virus o por vía citoplasmática? ¿Pueden coexistir varios tipos de obeliscos en una misma célula? ¿Cómo se replican dentro de la célula? ¿Qué función tienen las proteínas oblinas? ¿Son perjudiciales o beneficiosas? ¿Están en todas las bacterias? ¿Hay muchos tipos diferentes de obeliscos, con funciones distintas? ¿Son imprescindibles para las células? ¿Tienen algo que ver con otros RNA celulares? ¿Están relacionados con el origen de la vida? ¿Cuál es su origen? ¿Evolucionan? ¿Por qué hay más en el microbioma oral que en el intestinal?…
En resumen, el artículo muestra que los obeliscos son una clase desconocida de RNA circulares asociados a microbiomas, con posibles implicaciones biológicas y evolutivas importantes, y representan una nueva frontera en el estudio de los elementos genéticos de RNA, un nuevo protagonista en el complejo mundo de los RNA.
Viroid-like colonists of human microbiomes. Zheludev, I. N., y col. October 30, 2024. Cell. DOI: 10.1016/j.cell.2024.09.033
Un contenido interesante y una exposición didáctica. Gracias. En cuanto a la gramática, desconozco por qué escribe el acrónimo RNA del inglés (habría de ser ARN, supongo).
Albert, muchas gracias por tu comentario. Hasta donde yo sé ambos acrónimos están ya aceptados en castellano.