Vírus recombinam genes para vencer defesas de hospedeiros

Evolução rápida dos vírus é explicada por sua enorme capacidade de recombinação genética, mostraram pesquisadores europeus e americanos

Os vírus estudados pelos pesquisadores são encontrados em habitats muito incomuns na superfície das geleiras e mantos de gelo, chamados de buracos de crioconita. Crédito: Gary Barker

Os vírus são frequentemente considerados um problema humano, mas na verdade são as entidades biológicas mais abundantes no planeta. Existem milhões de vírus em cada colher de chá de rio, lago ou água do mar. Eles são encontrados em todos os lugares onde há vida e provavelmente infectam todos os organismos vivos.

A maioria é completamente inofensiva para os humanos e infecta animais, plantas e bactérias microscópicas. Eles sequestram e reprogramam células desses organismos para produzir novas partículas de vírus, na maioria das vezes destruindo essas células no processo. Todos os dias, os vírus destroem um grande número de microrganismos no meio ambiente, o que altera o fluxo de energia nas redes alimentares em escalas globais.

“Entender como os vírus evoluem e funcionam nos permite prever seu papel no meio ambiente e como eles interagem com seus hospedeiros”, diz Christopher Bellas, do Departamento de Ecologia da Universidade de Innsbruck (Áustria). Bellas e colegas das universidades de Bristol, Reading e Aberystwyth (Reino Unido), da Universidade de Minnesota (EUA) e da Universidade de Aarhus (Dinamarca) sequenciaram e compararam genomas (seu DNA total) de vírus que infectam micróbios encontrados na superfície de geleiras.

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O estudo, publicado na revista “Nature Communications”, mostra que os vírus presentes em geleiras nos Alpes, na Groenlândia e em Spitsbergen têm genomas que, mesmo nesses locais isolados, são quase idênticos entre si. Isso contradiz o que sabemos sobre a rápida evolução dos vírus.

Corrida armamentista evolucionária

Sabe-se por estudos de laboratório que os vírus evoluem rapidamente a fim de acompanhar seus hospedeiros, que também desenvolvem simultaneamente defesas contra a infecção viral. Essa corrida armamentista evolutiva significa que eles devem permanecer em equilíbrio entre si. Isso é conhecido em biologia como a hipótese da Rainha Vermelha, em homenagem ao personagem de Alice no País das Maravilhas que afirma: “É preciso correr muito para se manter no mesmo lugar”.

“Isso significa que, quando sequenciamos os genomas dos vírus de dois locais isolados de longo prazo, nunca deveríamos encontrar exatamente o mesmo genoma do vírus duas vezes”, diz Christopher Bellas. Os vírus estudados pela equipe se originam em habitats muito incomuns na superfície das geleiras e mantos de gelo, chamados de buracos de crioconita.

Quando examinaram os genomas de vírus em buracos isolados de crioconita, separados por milhares de quilômetros, os pesquisadores esperavam descobrir que cada um deles conteria vírus diferentes, apenas distantemente relacionados entre si. Mas eles descobriram que a maioria dos vírus infectantes bacterianos (bacteriófagos) era quase idêntica entre o Ártico e os Alpes.

Diversidade

No entanto, quando olharam mais de perto seus genomas estáveis, eles viram que havia muitas pequenas seções em cada genoma onde o DNA de outros vírus relacionados era repetidamente trocado num vaivém, em um processo chamado recombinação. Em cada local diferente, os vírus embaralhavam os genes presentes nessas regiões intercambiáveis ​​como uma espécie de caça-níqueis genético.

“Isso significa que no ambiente natural, a troca de genes entre vírus por recombinação cria muita diversidade na população de vírus, especificamente em relação a genes que estão envolvidos no reconhecimento e ligação a diferentes hospedeiros. [Essa diversidade] provavelmente dá aos vírus o potencial de se adaptarem rapidamente a diferentes hospedeiros no ambiente”, explica Bellas.

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