EPICOVIR

Títol: El paper de l’epicode de l'hoste en l'evolució de les poblacions virals

Grup d'investigació: Virologia Evolutiva i de Sistemes i Teoria, Bioinformàtica i Computació

La generació d'alteracions mitòticament estables en l'expressió dels gens a causa de marques epigenètiques és una manera ràpida i relativament duradora d'establir una memòria genòmica dels esdeveniments d'estrés passats. La desregulació desencadenada pel medi ambient dels factors genètics associats a les maquinàries epigenètiques també pot donar lloc a una plasticitat fenotípica i a la mitigació de l'estrés. Per tant, la maquinària epigenètica de l'hoste pot suposar una pressió selectiva important, però en gran manera no mesura, sobre els patògens. Els virus de les plantes ofereixen un model convenient per a estudiar aquest tipus d'interaccions. En primer lloc, es proposa un experiment d'evolució a gran escala per a comprovar com evolucionen i interactuen les poblacions de virus en plantes amb vies epigenètiques compromeses o millorades. Les plantes de Arabidopsis thaliana amb mutacions en gens clau associats a marques de cromatina actives o repressives, inclosa la metilació de l'ADN i la modificació de les histones, s'enfrontaran a llinatges independents del virus del mosaic del nap (TuMV). S'inocularan repetidament amb el virus genotips de plantes amb diferent grau de susceptibilitat al TuMV i s'avaluaran les mesures de virulència, aptitud i diversitat de les poblacions virals durant punts temporals específics i s'avaluarà la contribució de la selecció i la deriva a l'evolució. En segon lloc, l'efecte antiviral de les modificacions epigenètiques en les plantes infectades pel TuMV es provarà en el context d'i) la superinfecció de les mateixes plantes i ii) la protecció transgeneracional contra futures infeccions. Per a aquests experiments, els virus de grau decreixent de relació genètica amb el TuMV s'empraran per a preparar plantes que després seran inoculades amb el TuMV. S'utilitzarà un enfocament de Biologia de Sistemes Integrats per a establir una xarxa dels efectes virals en l'expressió dels transcrits de l'hoste, xicotets ARN i perfils de metilació de tot el genoma. La base molecular del procés d'adaptació es posarà a prova mitjançant la construcció de xarxes d'interacció entre la proteïna de l'hoste i la proteïna del virus per a cada proteïna viral evolucionada, seguida d'una anàlisi in silico dels interactors observats. Els resultats no sols poden identificar potencialment les vies epigenètiques que exerceixen un paper important en les respostes contra els virus, sinó que també llancen llum sobre l'impacte d'aquests reguladors de la cromatina en l'evolució de les poblacions virals. A més, en utilitzar genotips amb diversa susceptibilitat a la infecció per virus, els resultats poden contribuir possiblement a la comprensió de les normes que dicten el destí de les epidèmies associades als virus emergents, qüestió d'importància social i econòmica.

Ref. PID2019-103998GB-I00

Santiago F. Elena

• Vicente Arnau
• Régis L. Corrêa
• Denis Kutnjak

Agencia Estatal de Investigación - FEDER