Cálculos computacionales en macromoléculas : rol del eje de simetría quíntuple en el Virus del Triatoma (TrV). Comparación con otros virus icosaédricos

Abstract

Las cápsides virales tienen un rol fundamental en el proceso de infección viral ya que son las encargadas de censar el ambiente donde se encuentra el virus y también interactuar con la célula infectada. Debido a esto, es de interés comprender como es que desempeñan esta función. Los virus icosaédricos, como los del género Picornavirales, poseen cápsides con gran simetría. Estas cápsides poseen varios ejes de simetría dobles, triples y quíntuples. Particularmente, se ha propuesto que la cavidad presente en el eje de simetría quíntuple podría ejercer un rol como canal de iones[1]. Sin embargo, esta hipótesis no ha sido corroborada. Un ejemplo particular de estos virus icosaédricos es el virus del Triatoma (TrV). Este virus es miembro de la familia Dicistroviridae del género Picornavirales y resulta ser un patógeno viral del Triatoma infestans (vinchucas) por lo cual ha sido propuesto como potencial control biológico para estos insectos que son los vectores del Mal de Chagas, enfermedad endémica de América Latina[2]. El objetivo de esta tesis es lograr determinar, a partir de técnicas computacionales, el rol de la cavidad presente en el eje de simetría quíntuple en el virus del Triatoma. Particularmente dilucidar si se comporta como un canal, si es capaz de regular su apertura, bajo qué condiciones se encuentra abierto o cerrado y qué tipo de átomos o moléculas son capaces de atravesarlo. A su vez se busca correlacionar el rol de esta cavidad con el proceso de infección viral. Con este fin, se utilizarán técnicas computacionales como la Dinámica Molecular para estudiar el comportamiento de la estructura de la cápside bajo distintas condiciones. A su vez se compararía la estructura de TrV con otros virus del género para poder inferir diferencias o similitudes en las funciones de las cavidades presentes en sus ejes de simetría.

Viral capsids play a fundamental role in the viral infection process since they are in charge of censoring the environment where the virus is found and also interacting with the infected cell. Thus, it is interesting to understand how they perform this function. Icosahedral viruses, such as those of the genus Picornavirals, have highly symmetric capsids. These capsids have several double, triple and quintuple symmetry axes. In particular, it has been proposed that the cavity present in the five-fold symmetry axis could play a role as an ion channel [1]. However, this hypothesis has not been corroborated. A particular example of these icosahedral viruses is the Triatoma virus (TrV). This virus is a member of the family Dicistroviridae of the genus Picornavirales and is a viral pathogen of Triatoma infestans (vinchucas and is therefore proposed as biological control for these insects that are the vectors of Chagas disease, an endemic disease in Latin America)[2]. The goal of this thesis is to determine, using computational techniques, the role of the cavity present in the fivefold symmetry axis in the Triatoma virus. Particularly, we expect to elucidate if it behaves as a channel, if it is able to regulate its opening, under what conditions it is open or closed and what kind of atoms or molecules are capable of crossing it. At the same time, we seek to correlate the role of this cavity with the viral infection process. To this end, computational techniques such as Molecular Dynamics will be used to study the behavior of the capsid structure under different conditions. In addition, the structure of TrV will be compared to other viruses of the genus in order to infer differences or similarities in the functions of the cavities present in their symmetry axes.