EPICOVIR

Título: El papel del epicode del huésped en la evolución de las poblaciones virales

Grupos de investigació: Virología Evolutiva y de Sistemas y Teoría, Bioinformática y Computación

La generación de alteraciones mitóticamente estables en la expresión de los genes debido a marcas epigenéticas es una manera rápida y relativamente duradera de establecer una memoria genómica de los acontecimientos de estrés pasados. La desregulación desencadenada por el medio ambiente de los factores genéticos asociados a las maquinarias epigenéticas también puede dar lugar a una plasticidad fenotípica y a la mitigación del estrés. Por lo tanto, la maquinaria epigenética del huésped puede suponer una presión selectiva importante, pero en gran medida no medida, sobre los patógenos. Los virus de las plantas ofrecen un modelo conveniente para estudiar este tipo de interacciones. En primer lugar, se propone un experimento de evolución a gran escala para comprobar cómo evolucionan e interactúan las poblaciones de virus en plantas con vías epigenéticas comprometidas o mejoradas. Las plantas de Arabidopsis thaliana con mutaciones en genes clave asociados a marcas de cromatina activas o represivas, incluida la metilación del ADN y la modificación de las histonas, se enfrentarán a linajes independientes del virus del mosaico del nabo (TuMV). Se inocularán repetidamente con el virus genotipos de plantas con diferente grado de susceptibilidad al TuMV y se evaluarán las medidas de virulencia, aptitud y diversidad de las poblaciones virales durante puntos temporales específicos y se evaluará la contribución de la selección y la deriva a la evolución. En segundo lugar, el efecto antiviral de las modificaciones epigenéticas en las plantas infectadas por el TuMV se probará en el contexto de i) la superinfección de las mismas plantas y ii) la protección transgeneracional contra futuras infecciones. Para estos experimentos, los virus de grado decreciente de relación genética con el TuMV se usarán para preparar plantas que luego serán inoculadas con el TuMV. Se utilizará un enfoque de Biología de Sistemas Integrados para establecer una red de los efectos virales en la expresión de los transcritos del huésped, pequeños ARN y perfiles de metilación de todo el genoma. La base molecular del proceso de adaptación se pondrá a prueba mediante la construcción de redes de interacción entre la proteína del huésped y la proteína del virus para cada proteína viral evolucionada, seguida de un análisis in silico de los interactores observados. Los resultados no sólo pueden identificar potencialmente las vías epigenéticas que desempeñan un papel importante en las respuestas contra los virus, sino que también arrojan luz sobre el impacto de estos reguladores de la cromatina en la evolución de las poblaciones virales. Además, al utilizar genotipos con diversa susceptibilidad a la infección por virus, los resultados pueden contribuir posiblemente a la comprensión de las normas que dictan el destino de las epidemias asociadas a los virus emergentes, cuestión de importancia social y económica.

Ref. PID2019-103998GB-I00

Santiago F. Elena

• Vicente Arnau
• Régis L. Corrêa
• Denis Kutnjak

Agencia Estatal de Investigación - FEDER