A lo largo de su evolución, las plantas integraron en su genoma información genética de virus. Hay indicios de que estas ‘endogenizaciones’ podrían desarrollar respuestas inmunes contra virus de esa misma familia que circulan libremente en el ambiente. Ahora, mediante experimentos realizados en plantas de tomate (Solanum lycopersicum), especialistas del CONICET reunieron evidencias que confirmarían esa hipótesis. El estudio se describe en Molecular Biology and Evolution, revista publicada por la Universidad de Oxford, en el Reino Unido.

“Hemos dado un paso adelante en la comprensión de esta estrategia inmune, pero queda un largo camino por recorrer. Si fuéramos capaces de entender bien cómo las plantas de tomate consiguen reconfigurar y expresar esas secuencias virales endogenizadas, es decir, integradas en su genoma, entonces tendríamos la llave para introducir sistemas antivirales estables y efectivos. Y no solo en tomate, sino también en otras especies de interés agronómico”, indica Diego H. Sánchez, director del estudio e investigador del CONICET en el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA, CONICET-UBA).

Estudios moleculares

Los virus endogenizados en los genomas del reino vegetal normalmente son del grupo de los pararetrovirus, y despertarían una respuesta inmune contra pararetrovirus que afectan a cultivos y causan pérdidas millonarias. El ejemplo más famoso de estos patógenos es el virus del mosaico de la coliflor, que infecta predominantemente plantas de la familia de las crucíferas (mostaza, coliflor, brócoli, repollo, colza y rábano). Otros infectan una gran cantidad de especies agronómicas, como la caña de azúcar, la uva, la banana, el cacao, la frutilla y la batata.

Los ácidos nucleicos (información genética) de los patógenos endogenizados en el genoma de las plantas expresarían moléculas denominadas ‘ARN pequeños’ en el medio celular, y guiarían la maquinaria inmunológica vegetal hacia el virus invasor con el fin de contrarrestar la infección.

Mediante técnicas moleculares y análisis bioinformáticos, Sánchez y equipo comprobaron que ARN pequeños se acumulan en las células de las plantas de tomate. ”Pero lo que resultó más sorprendente es que esas pequeñas moléculas provenían de la expresión de ciertos pararetrovirus endogenizados en el genoma de las plantas, sirviendo entonces de plataforma para el disparo del sistema inmunológico”, explica Sánchez. Y agrega: “También nos resultó interesante descubrir que la planta expresa ARN pequeños cuando está sana, es decir, antes de que ocurra una infección. Suponemos que la estrategia es que esas moléculas, capaces de reconocer a los virus, activarían una rápida respuesta inmune”.

Los datos del estudio sugieren que los mecanismos descritos en tomate estarían operando también en soja y otras especies agronómicas.

“A la luz de los resultados de nuestro trabajo, pretendemos comprender mejor la respuesta inmune descrita y sentar bases para optimizarla y transferirla a cultivos, con el fin de preinmunizarlos contra diferentes virus”, concluye Sánchez.

Del estudio también participaron el científico argentino Adrian Valli e Irene Gonzalo-Magro, del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) de Madrid y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España (CSIC).

Referencia bibliográfica: Valli, A. A., Gonzalo-Magro, I., & Sanchez, D. H. (2023). Rearranged endogenized plant pararetroviruses as evidence of heritable RNA-based immunity. Molecular Biology and Evolution, 40(1), msac240. https://doi.org/10.1093/molbev/msac240