Durante los últimos años se ha desarrollado particularmente el área de investigación que se refiere a la interacción molecular de los virus de plantas con sus huéspedes. Así, se ha establecido que para que ocurra una interacción compatible virus planta, esto es, para que una planta (huésped) sea invadida por un virus, es necesario que el virus complete una serie de etapas (véase la figura). A partir de la transmisión, frecuentemente asistida por vectores (por ejemplo, pulgones), el virus ha de superar la defensa constitutiva y/o inducible de la planta. Si se da una respuesta de defensa (defensa inducible), ésta tiene lugar simultáneamente con los primeros ciclos de multiplicación (replicación) del virus, y el virus quedará normalmente confinado en unas pocas células muertas. Si no es así, a partir de las células inicialmente infectadas el virus ha de moverse a las células adyacentes a través de los plasmodesmos, que son estructuras tubulares que comunican unas células con sus vecinas. Este proceso se ha denominado movimiento célula a célula. Desde las células inicialmente infectadas, el virus ha de pasar al sistema vascular (movimiento vascular) y en éste, siguiendo el flujo de los fotoasimilados, colonizar sistémicamente la planta.
La investigación sobre la interacción molecular virus planta huésped ha avanzado notablemente gracias a la posibilidad de clonar copias de DNA de los genomas de virus, de tal manera que se puedan generar virus infectivos a partir de los clones. Estos clones se pueden manipular mediante las técnicas de ingeniería genética y generar así virus mutantes; posteriormente, mediante la aplicación de técnicas en uso en histología y biología celular, se puede seguir a los mutantes en huéspedes y vectores y caracterizar el fenotipo de la interacción. De esta manera, es posible atribuir de forma ine quívoca la responsabilidad de un fenotipo a una(s) mutación(es) en el genoma de los virus. Siguiendo esta aproximación, se han identificado y caracterizado genes virales implicados en cada una de las etapas del ciclo del virus. A continuación repasaré, de forma brevísima, los descubrimientos de los últimos años que considero han sido más importantes con respecto a cada una de lasetapas del ciclo de vida de los virus.
Utilizando la metodología explicada más arriba se han identificado y mapeado en virus determinantes de la transmisión vectorial, aunque este tipo de trabajos está mucho más desarrollado para aquellos virus que utilizan un componente auxiliar para la transmisión que para otros tipos de virus [ej. Blanc et al., PNAS USA 93:15158 (1996)]. El equivalente en el vector, es decir, la identificación de determinantes de la transmisión en el vector, es de interés para la protección frente a las enfermedades inducidas por virus. Sin embargo, sólo muy recientemente se ha empezado a avanzar en este sentido [ej. endosimbiontes en la transmisión persistente de luteovirus; Filichkin et al., J. Virol. 71:569 (1997)]. Esta última es un área de activa investigación que ha de producir frutos en el futuro.
En cuanto a la respuesta de defensa, el mayor hito ha consistido en el clonaje y caracterización de genes de la planta (genes de resistencia) que están involucrados en el reconocimiento del virus y el desencadenamiento de una respuesta cuyo resultado consiste en el confinamiento del virus en una pocas células inicialmente infectadas [ej. gen N de resistencia a tobamovirus; Whitham et al., Cell 78:1101 (1994)]. Este tipo de respuesta se denomina reacción hipersensible. Además, en un caso se ha demostrado que un gen de resistencia puede funcionar en un fondo genético heterólogo [el gen N de tabaco confiere resistencia a TMV en tomates transgénicos; Whitham et al., PNAS USA 93:8776 (1996)]. Muy recientemente se ha identificado un nuevo mecanismo inducible de defensa cuyo modo de acción difiere, aparentemente, de la reacción hipersensible. Este mecanismo está basado en el silenciamiento génico post trascripcional e implica la degradación específica de RNA viral en el citoplasma de las células infectadas [Ratcliff et al., Science 276:1558 (1997)]. Además, se ha descubierto que los virus cuentan con mecanismos específicos para contrarrestar este efecto [ejs. la proteína HC Pro de potyvirus, la proteína 2b de cucumovirus; Brigneti et al., EMBO J. 17:6739 (1998)], de donde se puede conjeturar que el silenciamiento génico post trascripcional pudiera de hecho constituir una barrera constitutiva y generalmente empleada por las plantas para su defensa frente a virus. En esta área, la identificación de barreras constitutivas y el esclarecimiento de la cadena de señales que da lugar a la respuesta de defensa constituyen los retos para la investigación.
El uso de huéspedes experimentales de fácil manipulación genética puede proporcionar información substancial sobre factores en el huésped necesarios para la replicación viral [ej. una levadura puede mantener la replicación del bromovirus del mosaico del bromo; Ishicawa et al., J. Virol. 71:7781 (1997)]. Con respecto a la etapa de replicación, se ha demostrado que los virus de DNA cuyo genoma no codifica la maquinaria de replicación viral, necesitan usar la maquinaria celular de replicación del DNA y son capaces de modificar el ciclo celular gracias a la acción de determinadas proteínas virales [ej. la proteína rep de geminivirus; Ach et al., Mol. Cell Biol. 17:5077 (1997)]. También se ha observado que la replicación de virus está asociada con drásticos cambios en la expresión de genes del huésped [Aranda et al., PNAS USA 93:15289 (1996)]. Es posible conjeturar que estos cambios pudieran constituir requerimientos para la replicación viral, aunque la mayor trascendencia de esta observación está relacionada con su posible implicación en el proceso de inducción de síntomas. Es preciso destacar que, a pesar de la importancia de los síntomas como manifestación de la enfermedad, se conoce muy poco sobre las bases moleculares de su inducción.
Se ha demostrado que la modificación de los plasmodesmos acompaña al movimiento célula a célula de los virus. Los genomas de los virus codifican proteínas implicadas en esta modificación, las denominadas proteínas de movimiento. Las proteínas de movimiento parecen actuar transitoriamente e interaccionar con el citoesqueleto y membranas celulares [Heinlein et al., Plant Cell 10:1107 (1998)]. El reto en esta área consiste en averiguar cuál es la estructura y cómo funcionan los plasmodesmos, y los virus están demostrando ser herramientas muy útiles en este sentido. Sobre el movimiento vascular de los virus existe muy poca información. Se ha demostrado con algunos sistemas modelo que el movimiento vascular es una función genéticamente distinta del movimiento célula a célula, tanto en el virus como en el huésped. De nuevo, el estudio y caracterización de factores en el huésped, las posibles barreras al movimiento vascular y la determinación de su estructura y funcionamiento son los retos de la investigación en esta área.
De lo anterior se deduce que el estudio de los virus de plantas sigue teniendo una enorme vigencia. En general, el mayor reto para el estudio de la interacción virus planta huésped consiste ahora en identificar en huéspedes y vectores los factores que interaccionan con los que ya se identificado en los virus. Las aproximaciones genéticas complementadas con el análisis mediante técnicas de biología celular están generando y han de generar interesantes resultados en el futuro. Es de esperar que el trabajo en esta área identifique dianas específicas cuya manipulación y posterior generación de plantas transgénicas nos sirva para atajar o reducir la incidencia de las enfermedades de las plantas inducidas por virus.