El virus del clapejat plomós i el del clapejat suau causen enormes pèrdues a les collites de batata, especialment a països d'Àfrica i Llatinoamèrica, on predomina aquest cultiu. Un equip del CRAG ha resolt part de l’estructura d’aquests virus. La investigació persegueix explicar la seva manera d'infecció i obrir noves estratègies per controlar-les.
El pugó Myzus persicae i la mosca blanca Bemisia tabaci, vectors de transmissió del virus del clapejat plomós (SPFMV) i del virus clapejat suau (SPMMV) respectivament. Imatges: CRAG.
Un equip d'investigadors del CRAG ha publicat un estudi que descriu les propietats estructurals característiques de dos virus que infecten la batata, el virus del clapejat plomós (o SPFMV (per les sigles de Sweet potato feathery mottle virus) i el virus del clapejat suau (o SPMMV, de l'anglès Sweet potato mild mottle virus). Tots dos pertanyen a la mateixa família Potyviridae, però tenen vectors de transmissió diferents. És a dir, són transmesos per insectes diferents: el clapejat plomós es transmet a través de pugons, i el del clapejat suau per mosques blanques. Els símptomes característics de la infecció són el nanisme de les plantes i la reducció de la mida, deformació, les fulles esgrogueïdes i recargolades. La infecció per un o altre virus, o per tots dos alhora, pot causar importants pèrdues a les collites.
Una cosa que intrigava els científics és perquè dos virus de la mateixa família tenen vectors de transmissió tan diferents i tan específics, el pugó i la mosca blanca. Aquests insectes actuen com a vectors de la seva transmissió de planta a planta, però se sap poc sobre els detalls.
Fulles de la planta de batata afectades pel virus del clapejat plomós. Imatge: Gerald Holmes, Strawberry Center/ Cabi Digital Library
La investigació que s'ha donat a conèixer ara, i que lidera Juan José López-Moya, investigador del CSIC al CRAG, ha resolt l'estructura de les proteïnes de la càpsida dels dos virus i el seu assemblatge en virions (les partícules viriques infeccioses extracel·lulars, es a dir, quan estan en l’entorn).
Una cosa que intrigava els científics és perquè dos virus de la mateixa família tenen vectors de transmissió tan diferents i tan específics, el pugó i la mosca blanca
Tal com explica Juan José Lopez-Moya, han vist que “tots dos virus comparteixen una disposició helicoïdal comuna de les seves proteïnes de la càpsida, però tenen propietats estructurals diferents i, sobretot, estabilitats significativament diferents”. El virus transmès per la mosca blanca, afegeix López-Moya, és més estable que el del pugó. La investigació pot ajudar a explicar per què tots dos virus són específics de cada insecte vector.
Per a la investigació han treballat amb partícules pseudovíriques (normalment anomenades VLP, de l'anglès ‘virus like particles’). Tenen la mateixa estructura exterior de proteïnes que els virions però no contenen el material genètic intern (ARN en aquest cas) que cal per replicar el virus i causar la malaltia en una planta susceptible. "És com tenir la mateixa caixa de galetes d'una marca determinada, però sense les galetes a dins, o amb unes galetes diferents que no causen la malaltia", il·lustra López-Moya com a analogia per explicar què és una VLP. La resolució de l'estructura s'ha fet mitjançant criomicroscòpia electrònica amb la col·laboració del John Innes Centre i la Universitat de Leeds (Regne Unit).
Estructura dels virus SPFMV i SPMMV obtinguda amb CryoEM. Imatge: CRAG.
Aquest tipus d’investigació pot ajudar a desenvolupar noves estratègies per controlar les infeccions d’aquests virus, amb molècules específiques que podrien acoblar-se i bloquejar els receptors de virus en els insectes vectors
Aquest tipus d’investigació pot ajudar a desenvolupar noves estratègies per controlar les infeccions d’aquests virus. Les VLP actuant com a molècules específiques podrien acoblar-se i bloquejar els receptors de virus als insectes vectors, impedint que els virus reals siguin “captats i transportats” i interrompre així la transmissió de la malaltia. És com tenir una molècula competidora que permet evitar aquesta transmissió.
“És encara difícil imaginar com s'aplicaria això a camps de cultiu grans, però hi treballem de cara al futur”, reconeix López-Moya. “El que funciona millor en l'actualitat contra els virus és poder cultivar una varietat de planta que sigui resistent a les malalties, però això no sempre s'aconsegueix. Per això busquem altres mitjans per aturar la infecció”.
El grup de Virus de Plantes del CRAG reuneix científics del CSIC i de l'IRTA que investiguen per desenvolupar eines de control dels virus fitopatògens mitjançant la interferència amb els processos de transmissió i l'ús de la resistència genètica. A més d'aquests virus de batata, també treballen amb el mosaic del cogombre i diferents virus del tomàquet.
Referència:
Chase, O., Javed, A., Byrne, M.J. et al. CryoEM and stability analysis of virus-like particles of potyvirus and ipomovirus infecting a common host. Commun Biol 6, 433 (2023). https://doi.org/10.1038/s42003-023-04799-x