Virus de la mancha anular del tabaco extraído de las abejas. Adaptado de la fig. 2 de Li et al., 2014. 

Cuando el VIH saltó de los chimpancés a los humanos en algún momento de la década de 1900, se cruzó un abismo que abarca varios millones de años de evolución. Pero el virus de la mancha anular del tabaco, los científicos anunciaron la semana pasada, ha dado un salto que desafía la credulidad. Se ha cruzado un enorme abismo ~ 1.6 mil millones de años de ancho.


Y esta es probablemente una mala noticia para su nuevo huésped, la abeja, matchmaker de los cultivos y que trae la miel. Se trata de dos servicios por los que los seres humanos son a la vez eternamente en deuda, y, en el caso de la primera, posiblemente no puede vivir sin él. Las abejas polinizan la mayoría de nuestros cultivos de frutales y de nueces y muchas verduras - un 90 todo sea dicho - sin el cual la humanidad fuese nutritivamente pobre. Sin embargo, la escasez es una posibilidad que nos enfrentamos, ya que las poblaciones de abejas en Estados Unidos han disminuido en los últimos años por razones que parecen ser a la vez diversa y difícil de alcanzar. trastorno del colapso de colonias , como lo que se llama, fue reportado por primera vez en 2006 y se ha extendido a nivel mundial . Muchos virus, parásitos y pesticidas han sido implicados, pero no ha surgido pistola humeante.

Mientras que los científicos estaban estudiando el posible papel de polen en la difusión de virus de las abejas conocidas, un equipo de científicos de Estados Unidos y China comenzó a examinar las abejas y polen en busca de virus de todo tipo. Para su sorpresa, ya que informaba el 21 de enero en la revista mBio , descubrieron un virus común planta - virus de la mancha anular del tabaco - aparentemente habían infestado las abejas. ¿Fue simplemente un visitante transitorio? ¿O había hecho en sí como en casa en un lugar inconcebiblemente diferente de sus excavaciones habituales?

Su primera pista fue el genoma del virus. Virus de la mancha anular del tabaco es un virus de ARN. Aunque ADN actúa como un repositorio estable de instrucciones para la construcción de proteínas, ARN es cómo se transmite esa información a la parte de la célula que los fabrica. Es temporal por naturaleza, y se recicla después de un corto período de tiempo. Como resultado, la ARN polimerasa, la enzima que hace que el ARN mediante la copia de ADN, no es tan cuidadoso como ADN polimerasa, la enzima que replica. Se carece de un mecanismo de corrección de pruebas clave que la ADN polimerasa tiene ( 3'-> 5 'de corrección de pruebas ), y como resultado, es más probable que cometa errores llamados mutaciones. En los seres humanos, que no es un problema, porque la vida de una hebra individual de ARN es breve y cualquier error termina con su destrucción.

Sin embargo, para los virus de ARN, su información hereditaria es ARN, y la tasa de mutación extremadamente alta virus de ARN es un potente motor de la evolución. Se genera la diversidad en el que la selección natural puede actuar. Los errores pueden llevar rápidamente a los viriones deformadas o mal funcionamiento (no es gran cosa en busca de virus) o para nuevas conquistas de acogida (un gran problema para los virus) por igual. Los virus de ARN han generado muchas celebridades; El VIH es un virus de ARN, como son SRAS y la gripe. Los virus de ARN son la fuente más probable de los virus de acogida-saltando o una infección que de repente adquiere mayor virulencia, dijeron los autores del estudio.

Aún así, un salto entre reinos no es un hecho cotidiano. La mayoría de los virus de las plantas no dependen de los insectos que se alimentan de plantas para intercambiar los ejércitos. Pero muy pocos de ellos realmente infectan los insectos. Una excepción es elRhabdoviridae , la familia de virus que incluye la rabia. Algunos virus de esa familia hace tiempo se sabe para infectar ordenadores tanto de plantas y animales.

A pesar de su nombre, el virus de la mancha anular del tabaco infecta a muchas plantas, además de tabaco de más de 35 familias, incluyendo el tomate, pepino, frijol y muchas plantas leñosas. Este es un virus que ama las plantas, a pesar de que seguramente no aman a ti. Se puede impedir o matar la planta, posiblemente decoloración de las hojas en un patrón de la mancha anular característica en el proceso.

Los síntomas del virus de la mancha anular del tabaco sobre el tabaco burley, Nicotiana tabacum. Mancha anular del tabaco infecta muchas plantas además de tabaco, más serio de soja. RJ Reynolds Tobacco Company Conjunto de diapositivas, RJ Reynolds Tobacco Company, Bugwood.org. CC by 3.0, a través de IPM Images. 

Virus de la mancha anular del tabaco se extiende entre las plantas en cualquier número de formas - el virus no es exigente. Se puede transmitir directamente a la siguiente generación por semilla infectada. O se puede pasar de una planta a otra por un nemátodo daga, un diminuto gusano de tierra con un lápiz óptico penetrante para succionar los jugos vegetales. Cualquier número de otra planta de la succión o insectos comedores de hojas puede hacer el trabajo, también: pulgones , trips , saltamontes, escarabajos pulga o el tabaco, tal vez. O las abejas. Las abejas pueden transmitir el virus a una nueva planta a través del polen infectado.


Lo que nos lleva de nuevo a la misteriosa materia del virus de plantas que apareció en una abeja, cómo podría haber llegado hasta allí, y lo que podría estar haciendo. Las abejas manejan polen en algunos aspectos bastante íntimos. Sus cuerpos están cargados eléctricamente de manera que polen se pega, pero también llevan cestas sobre sus patas traseras en el que se rellenan pegotes de las cosas. Luego, de vuelta a la colmena, se mezclan el polen en "pan de abeja", combinándolo con la miel y sus propias secreciones glandulares, que luego pueden comer. En resumen, las abejas se revuelcan en el polen como cerdos en slop, asegurando que cualquier virus de polen transmitidas emprendedores tienen ambos medios y motivos para hacer un salto de acogida. Si el virus se había establecido su residencia a largo plazo en su nuevo anfitrión era desconocida, sin embargo.

Los científicos tomaron muestras de tejido de los cuerpos a lo largo de las abejas para ver si se concentraba en sus intestinos y glándulas salivales, donde sería más esperados si estaba de paso. Encontraron algo muy diferente. El virus no pareció replicar en absoluto en sus intestinos o las glándulas salivales, y muy pocas partículas virales se encontraron allí. En cambio, el virus se había extendido por todo los cuerpos de las abejas y se replica muy bien en sus alas, los nervios, las antenas, la tráquea, y la sangre (técnicamente, hemolinfa ). Es inquietante, que parecía favorecer especialmente el tejido nervioso. Lejos de ser un invitado cortés y discreto, parecía que el virus se había escogido la cerradura de la puerta delantera, allanó la nevera y barrilete, y llamó para iniciar la TV por cable.

Pero la noticia para las abejas empeoró. Cuando los científicos examinaron el interior de los ácaros Varroa destructor , que se han implicado en el trastorno del colapso de colonias y ganarse la vida como un-tick como parásito desagradable de las abejas (si las garrapatas eran del tamaño de platos de la cena), sus intestinos estaban llenos de virus de la mancha anular del tabaco . Al igual que con las garrapatas, Varroa ácaros savia de la energía de sus anfitriones y se conocen casos de transmisión de la enfermedad. Pero a diferencia de las abejas, las infecciones mancha anular del tabaco los ácaros se limitaron a su intestino, disminuyendo considerablemente la posibilidad de que un rayo de luz en la que el virus se aprovechó de los parásitos de la abeja y las abejas.

Para ver lo que los propios virus podría revelar lo que había pasado, los científicos compararon los genes mancha anular del tabaco a partir de plantas, abejas y ácaros.Los virus en las abejas y ácaros estaban estrechamente relacionados, lo que implica que los ácaros recogidos el virus de las abejas, y que ambos llegaron por su virus a través de un ancestro común - un solo encuentro desgraciado entre una abeja en particular y un grano particular de polen , tal vez. Por otra parte, el polen de abeja escondido en la colmena - esas cosas "pan de abeja" se mencionó anteriormente - estaba contaminado con la misma cepa.

Pero la presencia de virus solo conducto de los órganos de abejas no revela si el virus está causando daño. Así que los científicos tomaron muestras de seis fuerte y cuatro colmenas débiles de abejas a lo largo de un año con el fin de ver si la mancha anular del tabaco podría estar teniendo efectos perjudiciales sobre su nueva casa móvil.Buscaban que el virus y una variedad de otros virus implicados en el trastorno del colapso de colonias - entre ellos, Deformado Wing Bee Virus (DWV), Negro Reina célula Virus (BQCV), e Israel Parálisis Aguda Virus (IAPV). De hecho, las concentraciones más altas de la mancha anular del tabaco y estos otros virus parecían presagiar colapso de colonias.

La figura. 5 de Li et al., 2014. Haga clic en la imagen para la fuente.

Muchos otros permanecen incógnitas. El equipo no sabe si el virus puede persistir en las abejas sin que a menudo re-introducción de polen. Ellos tampoco saben si las abejas pueden transmitir el virus de nuevo a las plantas no infectadas. Y por supuesto, si estos virus sospechosos son conjuntamente la causa del colapso, un síntoma de alguna otra enfermedad subyacente (abejas debilitados pueden ser más propensos a la infección viral), o ambos, sigue siendo difícil de decir. La historia del desorden del colapso de colonias permanece inconclusa.

Vale la pena reflexionar sobre por qué esta invasión viral en particular es tan notable.Un virus que deseen conquistar cualquier nuevo anfitrión - y mucho menos uno separado del de acogida establecido por más de mil millones de años de evolución - debe superar varios obstáculos importantes. Debe encontrarse con el nuevo host. Sus proteínas de la cubierta debe evolucionar de tal manera que permiten que para poder entrar a las células anfitriones, aunque un cambio en uno o unos pocos subunidades de proteínas llamados aminoácidos pueden ser suficientes para hacer el trabajo. Luego, el genoma del virus debe evolucionar para dejar que evadir el sistema inmune de su nuevo huésped y secuestrar su maquinaria de replicación celular. Finalmente, el virus debe encontrar una manera de propagarse de un nuevo huésped a otro. Es una tarea difícil, y que la mancha anular del tabaco parece haber logrado todo parece extraordinario.


Según los autores de este estudio, esta es la primera evidencia de que las abejas pueden ser infectados por virus, polen, planta contaminada, pero podrían no haber sido el primero o el último. Alrededor del 5% de los virus de las plantas son el polen transmitidas. El material genético de más? ARN.

Referencia

Li JL, Cornman RS, Evans JD, Pettis JS, Zhao Y., Murphy C., Peng WJ, Wu J., M. & Hamilton Boncristiani HF y (2013). Spread Sistémico y de propagación de un virus-Plant patógena en las abejas europeas, Apis mellifera, mBio, 5 (1) e00898-13-e00898-13. DOI: 

Enlace original: http://blogs.scientificamerican.com/artful-amoeba/2014/01/31/suspicious-virus-makes-rare-cross-kingdom-leap-from-plants-to-honeybees/