Identifican un gen “oculto” en el genoma del virus responsable de la pandemia de la COVID-19

La pandemia de la COVID-19 plantea preguntas urgentes sobre las propiedades que permiten a los virus animales cruzar las fronteras de las especies y propagarse dentro de los humanos. Para comprender la aparición de los nuevos virus se requiere de una investigación precisa y exhaustiva de sus genomas. Los genes superpuestos (overlapping genes, OLG su sigla en inglés) son comunes en los virus y se han asociado con las pandemias, pero aún no han sido suficientemente estudiados.

En este artículo, publicado en la revista eLife, los autores se propusieron Identificar y caracterizar el ORF3d, un nuevo gen superpuesto en el SARS-CoV-2 que también está presente en los pangolin-CoV de Guangxi, pero no en otros pangolin-CoV o murciélago-CoV estrechamente relacionados, y que provoca una fuerte respuesta de anticuerpos en los pacientes con la COVID-19.

Para ello los autores del estudio documentaron la evidencia de la traducción del ORF3d, caracterizaron su secuencia de proteínas y realizaron un análisis evolutivo a tres niveles: entre taxones (21 miembros del coronavirus relacionado con el síndrome respiratorio agudo severo), entre huéspedes humanos (3978 secuencias de consenso del SARS-CoV-2) y dentro de los huéspedes humanos (401 muestras del SARS-CoV-2 profundamente secuenciadas).

Según los investigadores, el nuevo gen, identificado como ORF3d, había conseguido hasta ahora escapar al escrutinio de los científicos, que lo habían pasado por alto. Se trata de un ejemplo de lo que se conoce como un “gen superpuesto”, una especie de “gen dentro de un gen” que permanece oculto en una cadena de nucleótidos gracias al modo en que se superpone a las secuencias codificadas de otros genes.

Una fuente de novedad que se suele no tener en consideración es la evolución de estos genes superpuestos (OLG), en los que un único tramo de nucleótidos codifica dos proteínas distintas en marcos de lectura diferentes. Esos «genes dentro de los genes» comprimen la información genómica y permiten la innovación genética mediante la sobreimpresión, ya que las secuencias desplazadas por el marco conservan ciertas propiedades fisicoquímicas de las proteínas. Sin embargo, los OLG también entrañan el costo de que una sola mutación pueda alterar dos proteínas, lo que limita la evolución del marco de lectura abierto (open reading frame, ORF) preexistente y complica el análisis de las secuencias.

Este estudio proporciona evidencia de la existencia de uno los nuevos genes superpuestos (OLG) en los genomas del virus SARS-CoV-2, el ORF3d, que puede estar asociado con el origen de la pandemia en curso. El nuevo gen se superpone a otros genes conocidos en el genoma del SARS-CoV-2 y exhibe una alta tasa de cambio evolutivo. El estudio también ofrece una comparación entre otros OLG identificados en los genomas del SARS-CoV-2, sus distribuciones en otras especies de coronavirus y sus tasas de evolución.

Dada la confusión en torno a los genes superpuestos identificados hasta ahora y el hecho de que están muy poco estudiados, este trabajo constituye un hito importante en el establecimiento de la existencia de estos OLG y estimulará más el análisis sobre su papel en la patogénesis del SARS-CoV-2.

Fuente: Nelson CW, Ardern Z, Goldberg TL, Meng C, Kuo C-H, Ludwig C, et al. Dynamically evolving novel overlapping gene as a factor in the SARS-CoV-2 pandemic. eLife [Internet]. 2020 [citado 14 Dic 2020];9:e59633[29 p.]. Disponible en: https://doi.org/10.7554/eLife.59633