La dura batalla entre virus y plantas

Todos hemos oído hablar de los virus, esos pequeños invasores que provocan enfermedades tan conocidas como la gripe o el sida. Al igual que nosotros, las plantas también se ven atacadas por estos poderosos enemigos, causando graves daños en las cosechas y elevadas pérdidas económicas, por lo que conocer cómo funcionan es de vital importancia para poder combatirlos.

Aunque las plantas nos parezcan muchas veces seres indefensos, puesto que no pueden correr o quejarse, son capaces de defenderse de sus atacantes. Así como los animales tenemos un sistema de defesa conocido como sistema inmune, las plantas también poseen herramientas para defenderse contra los virus, conocidas científicamente con el nombre de silenciamiento por RNA.

Si estas defensas de las plantas fueran eficaces al 100% no tendría sentido hablar de todo esto, puesto que los virus de plantas no existirían ya que habrían perdido la batalla y se habrían extinguido. Lo que realmente ocurre es que existe una interminable lucha entre planta-virus que permite que ambos coexistan y esto se debe a que los virus también han desarrollado herramientas para evadir las defensas de la planta. La mayoría de los virus poseen una proteína que es la que se encarga de esta “contradefensa”.

Esta proteína viral tan fascinante es la que estamos estudiando en el laboratorio donde realizo mi trabajo. En concreto, estamos estudiando un virus de geranio, que causa importantes pérdidas en la industria ornamental al provocar daños en las hojas, como los que se muestran en la imagen (Fig. 1).

Este virus genera 5 proteínas: dos proteínas de movimiento, que permiten al virus moverse por la planta, dos proteínas para multiplicarse, para generar más copias del virus, y una proteína estructural, conocida como proteína de cubierta, que envuelve al virus para protegerlo.

Trabajar con geranio no es muy fácil, por lo que para realizar los experimentos usamos otra planta mucho más sencilla que también se infecta por este virus. Nuestro primer objetivo fue determinar que proteína de las 5 que codifica el virus es la proteína de “contradefensa”, el supresor viral en jerga científica. El experimento es bastante sencillo: separamos cada gen del virus (cada uno origina una proteína) y los colocamos por separado en una planta junto con un gen “chivato”, en concreto un gen que codifica una proteína fluorescente verde de medusa muy usada en investigación y que se conoce como GFP (siglas que provienen de su nombre en inglés, Green Fluorescent Protein). Cuando estas proteínas se generen en la planta, cómo la planta detecta a las proteínas virales (y a la proteína fluorescente) como algo extraño, se defiende de ellas y la elimina, por lo que podemos ver como la fluorescencia se va apagando con los días. Pero si una de las proteínas virales es la que bloquea las defensas, en esa planta la fluorescencia no se apagará ya que la planta no se defenderá y no podrá eliminar a la proteína fluorescente. La proteína viral que consiga mantener la fluorescencia será la proteína de “contradefensa”. Este experimento nos permitió demostrar que la proteína que realiza esta función es la proteína de cubierta.

Una vez identificamos la proteína, empezamos a realizar diversos experimentos para conocer cómo funciona y que estrategia emplea. Para conocer donde se sitúa esta proteína en las células vegetales realizamos un experimento donde la unimos con la proteína que emite fluorescencia (la proteína verde fluorescente que he mencionado antes). Como las dos proteínas se generarán en la planta juntas, ya que las hemos empalmado, podremos conocer donde se genera la proteína viral viendo en un microscopio donde hay fluorescencia. 

También estamos intentando conocer si esta proteína se une a otras proteínas de la planta y si estas interacciones son importantes para su función. En este caso lo que hicimos fue dividir la proteína fluorescente en dos partes. Cada parte de esta proteína por separado no emite fluorescencia cuando la expresamos en planta, pero, si las dos partes están cerca, se vuelven a unir y la fluorescencia se reconstituye. Así pues, unimos  nuestra proteína con una de las partes y el otro fragmento lo unimos a una proteína de planta que está involucrada en defensa contra virus. Después, sólo teníamos que expresarlas juntas en planta y observar si veíamos fluorescencia o no. Si las dos proteínas interaccionan, los dos fragmentos de la proteína fluorescente estarán cerca y se emitirá fluorescencia, mientras que si no interaccionan, la fluorescencia no se reconstituirá (Fig. 2). Repetimos este experimento con otras proteínas involucradas en defensa y conseguimos conocer que nuestra proteína interacciona con dos elementos de defensa muy importantes.

Figura 2. Ensayo para observar interacciones entre proteínas.

Por último, nos hemos planteado conocer que partes de la proteína son más importantes, así que hemos ido cambiando pedazos y ensayando estas variantes para ver qué ocurre cuando la modificamos.

Conocer cómo actúa esta proteína sería muy interesante para comprender mejor cómo se comportan los virus y así intentar desarrollar alguna estrategia para conseguir plantas resistentes. Hay que tener en cuenta que los virus causan muchos problemas en la agricultura y en otros sectores, como la industria ornamental, y que una vez una planta se infecta ya no hay vuelta atrás, por lo que cuanta más información tengamos sobre los virus más fácil resultará combatirlos. Conocer las debilidades de tu enemigo es la mejor estrategia para vencerlo. 

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Miryam Pérez Cañamás.

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