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Um novo grupo de vírus mitocondriais confinados aos fungos micorrízicos arbusculares Glomeromycotina pode representar uma linhagem ancestral de mitovírus.
As mitocôndrias são organelas nas células de quase todos os eucariontes – organismos com células que possuem um núcleo. Eles eram originalmente bactérias de vida livre capazes de gerar energia na presença de oxigênio; então engolfados por uma célula eucariótica ancestral onde se tornaram mitocôndrias, o local da respiração celular e muitos processos metabólicos importantes. Nos humanos, as disfunções das mitocôndrias estão associadas ao envelhecimento e a muitas doenças.
Bacteriófagos são vírus que infectam bactérias. Como ex-bactérias, existem também vírus que infectam mitocôndrias, conhecidos como mitovírus, que evoluíram de bacteriófagos. Embora os mitovírus tenham sido encontrados em fungos, plantas e invertebrados, eles não são bem estudados.
O professor associado Tatsuhiro Ezawa da Universidade de Hokkaido, a professora Luisa Lanfranco da Universidade de Turim e o Dr. Massimo Turina do Conselho Nacional de Pesquisa da Itália (CNR) Torino lideraram uma equipe internacional para descobrir um novo grupo de mitovírus, chamados grandes duamitovírus. Suas descobertas foram publicadas na revista mBio.
“Em sua forma atual, os mitovírus são moléculas de RNA dentro das mitocôndrias que codificam apenas a RNA polimerase dependente de RNA (RdRp) usada para a replicação do genoma”, explica Ezawa. “Supõe-se que eles afetem a virulência de patógenos de plantas e a resiliência das plantas ao estresse abiótico. O mais interessante é que os mitovírus são transmitidos não apenas verticalmente para a progênie através da divisão mitocondrial, mas ocasionalmente também horizontalmente entre espécies distantes.”
A equipe analisou a enzima RdRp de 10 novos mitovírus e sequências de pesquisas anteriores e bancos de dados públicos. Esta análise revelou a existência de grandes duamitovírus peculiares que são exclusivos de Glomeromycotina, um grupo de fungos micorrízicos muito difundidos na natureza e que proporcionam diversos benefícios às plantas hospedeiras.
Esses grandes duamitovírus possuem duas características estruturalmente distintas: eles codificam RdRp maior que a média (~ 1.036 aminoácidos de comprimento) com um único motivo de aminoácido, e o códon UGA é mais raro do que em outros mitovírus. Além disso, uma análise filogenética mostrou que os grandes duamitovírus eram evolutivamente distintos de outros mitovírus e provavelmente representam uma linhagem ancestral.
“Uma de nossas descobertas mais interessantes é que os grandes duamitovírus parecem ser exclusivos da glomeromicotina”, descreveu Lanfranco. “Analisamos a distribuição global de todas as sequências RdRp de mitovírus incluídas em nosso estudo e descobrimos que grandes duamitovírus foram distribuídos globalmente em nichos ecológicos ocupados por fungos glomeromicotínicos. Embora outros fungos sejam encontrados nesses nichos, todas as grandes sequências duamitovirais atualmente disponíveis podem estar associado apenas a fungos glomeromicotínicos.”
A equipe levanta a hipótese de que existe uma barreira de transmissão que impede a transferência horizontal de grandes duamitovírus. O trabalho futuro se concentrará na compreensão dessas barreiras, na confirmação de que os grandes duamitovírus representam uma linhagem ancestral dos mitovírus, bem como na elucidação do significado funcional de sua presença exclusiva na glomeromicotina.
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