Investigadores del INTA y el Instituto Leloir logran describir la estructura tridimensional de la proteína P9-1, fundamental para la replicación del virus del Mal de Río Cuarto en maíz.
Este avance contribuye al entendimiento de los mecanismos de acción del virus y sienta las bases para futuras estrategias biotecnológicas de control de la enfermedad. El estudio ha sido publicado en la revista internacional mBIO.
El Mal de Río Cuarto (MRC) es una enfermedad viral altamente perjudicial para los cultivos de maíz en Argentina, ocasionando importantes pérdidas económicas debido a la reducción en la producción de granos y biomasa. Con el objetivo de desarrollar estrategias biotecnológicas para combatir esta enfermedad, un equipo de investigadores del INTA y el Instituto Leloir se ha dedicado a estudiar la estructura y función de una proteína clave en el virus del Mal de Río Cuarto (MRCV). Los resultados de esta investigación han sido publicados en la revista internacional mBIO, de la Sociedad Estadounidense de Microbiología.
La especialista en virología y biotecnología vegetal, Mariana del Vas, junto con su equipo de trabajo, se han centrado en comprender los mecanismos moleculares, bioquímicos y celulares de la replicación viral. Hace más de una década, el grupo descubrió que el MRCV se multiplica en estructuras llamadas viroplasmas o fábricas virales, las cuales se forman tempranamente después de la infección y están compuestas principalmente por una proteína viral denominada P9-1.
En colaboración con investigadores del Instituto Leloir especializados en el análisis de proteínas, dirigidos por el biólogo estructural Lisandro Otero, se logró determinar la estructura tridimensional de la proteína P9-1. Este estudio básico de un patógeno agrícola de gran relevancia permitirá contribuir al manejo de la enfermedad mediante enfoques biotecnológicos, según afirmó del Vas.
Después de un trabajo multidisciplinario de más de cinco años, en el que participaron equipos de Argentina, España y Bélgica, se logró determinar a nivel molecular la versatilidad estructural de la proteína P9-1 y avanzar en el estudio de sus propiedades biológicas necesarias para su función durante el ciclo infeccioso.
El científico Lisandro Otero explicó que se logró determinar con alta precisión la posición espacial de los átomos que componen la proteína, lo que permitió establecer su estructura tridimensional. Se descubrió que la proteína P9-1 adopta dos estados conformacionales en forma de anillo: uno conformado por 10 copias de la proteína (decamérico) y otro por 12 copias (dodecamérico).
Gabriela Llauger, bióloga especializada en virología vegetal y autora principal del estudio, destacó que la replicación del genoma del virus del Mal de Río Cuarto y el ensamblaje de nuevas partículas virales ocurren en las fábricas virales, principalmente compuestas por la proteína P9-1. Se determinó que gracias a su estructura compleja, la proteína se une al ARN que forma el genoma del virus, lo que aumenta su capacidad para utilizar el ATP de la planta y emplear la energía resultante en la multiplicación viral.
Los resultados de esta investigación contribuyen al entendimiento del mecanismo de replicación y ensamblaje del virus del Mal de Río Cuarto, ofreciendo nuevas perspectivas para futuras investigaciones. Mariana del Vas resalta que estos hallazgos son fundamentales para el diseño de estrategias antivirales a largo plazo, como el uso de nanoanticuerpos dirigidos a P9-1, los cuales han sido desarrollados previamente por su equipo en colaboración con INCUINTA, y cuya patente ha sido solicitada conjuntamente por el INTA, el Conicet y la Universidad Libre de Bruselas.
El estudio de la estructura de la proteína P9-1 ha sido posible gracias a un esfuerzo en equipo y a la colaboración entre diferentes grupos de investigación. Lisandro Otero destaca que el análisis estructural de una proteína viral es un trabajo altamente especializado que requiere de equipamiento complejo y de investigadores con experiencia en el tema.
En cuanto a los próximos pasos, Mariana del Vas y su equipo planean utilizar los nanoanticuerpos para interferir con la estructura y función de las fábricas virales. Para ello, realizarán mapeos precisos de los sitios de unión de estos nanoanticuerpos a la proteína P9-1 mediante cristalografía. Destacan la importancia del trabajo interinstitucional y las colaboraciones interdisciplinarias que brindan los conocimientos y equipos de última generación necesarios para llevar a cabo este tipo de estudios.
Además, Mariana del Vas menciona que, en 2022, presentó un kit de diagnóstico del MRCV, único en el mundo, que permite detectar la presencia del virus en plantas e insectos de manera confiable y precisa. Este kit de diagnóstico representa una herramienta crucial para el estudio y control de la enfermedad, contribuyendo a mejorar la producción de maíz mediante la selección de materiales genéticos con tolerancia o resistencia al virus del Mal de Río Cuarto. El desarrollo de este kit ha sido reconocido con distintos premios y distinciones en el ámbito de la innovación agrícola.
