Las avispas parasitarias Cotesia crecen dentro del cuerpo de las orugas. Al poner sus huevos, inyectan partículas producidas por un virus, integradas en su genoma durante 100 millones de años. El genoma de Cotesia acaba de ensamblarse a nivel cromosómico. El estudio permitió por primera vez dibujar un mapa completo de la organización de genes virales en el genoma de una avispa parásita. Revela que el genoma viral se ha extendido considerablemente para colonizar todos los cromosomas de la avispa. En el marco de esta dispersión, una parte de los genes virales, no obstante, permanece concentrada en regiones especializadas del genoma, una de las cuales representa la mayor parte del brazo corto de un cromosoma. Estos resultados, publicados enCommunications Biology , sugieren que la evolución de un virus integrado en un genoma eucariota es totalmente diferente cuando es útil para el organismo que lo porta. De hecho, los innumerables virus integrados que salpican los genomas se consideran restos de infecciones antiguas condenadas a un lento declive, que solo en casos raros brindan protección contra otras infecciones. Virus Cotesiase distingue por el hecho de que es absolutamente necesario para el éxito del parasitismo. De hecho, introduce genes que inducen inmunosupresión en la oruga que previene la destrucción de los huevos de avispa, luego una compleja manipulación de la fisiología del huésped en beneficio del parásito. Esto probablemente explica su expansión excepcional en el genoma de la avispa. Investigadores del Instituto de Investigación en Biología de Insectos (IRBI – CNRS / Universidad de Tours), el Laboratorio de Genética de Genomas (CNRS / Institut Pasteur), el Instituto de Ecología y Ciencias Ambientales de París (iEES – CNRS / Universidad de la Sorbona / Univ. París- Est Créteil Val-de-Marne / INRAE ​​/ IRD), el laboratorio de Genómica Metabólica (GM – CNRS / Universidad de Evry-Val-d’Essonne / CEA),

Los virus no siempre son dañinos: pueden aportar nuevas funciones a los organismos que infectan. El ejemplo más espectacular es el uso por avispas parásitas del género Cotesiade un virus (llamado bracovirus) que integraron en su genoma en el Cretácico, hace 100 millones de años. Estas avispas atacan a las orugas en las que se desarrolla su descendencia. Para ello, fabrican masivamente partículas de bracovirus y las inyectan, junto con sus huevos, en el cuerpo de la oruga. Las partículas infectan las células del huésped y los genes virales así introducidos aseguran la producción de factores de virulencia. Estos inhibirán las defensas inmunológicas del huésped y modificarán muchos aspectos de su fisiología, haciendo posible que las larvas de avispa se desarrollen dentro del cuerpo de la oruga. Avispas de Cotesiase utilizan en el control biológico por su formidable eficacia contra determinadas plagas de lepidópteros de los cultivos. En particular, se han producido a gran escala en Brasil desde la década de 1980, para tratar millones de hectáreas de caña de azúcar contra las orugas perforadoras del tallo, que no son fácilmente accesibles mediante tratamientos fitosanitarios.

Un consorcio internacional (Francia, Países Bajos, Brasil, Estados Unidos) liderado por el Instituto de Investigación en Biología de Insectos (IRBI – CNRS / Universidad de Tours) acaba de demostrar, gracias a la obtención de un ensamblaje completo del genoma de la avispa, ya que los genes del virus han colonizado todos los cromosomas. Mientras que los virus integrados en los genomas generalmente se degradan poco a poco, llegando a ser eliminados por completo, el bracovirus, por el contrario, ha experimentado una gran expansión que lo convierte en un “virus gigante”. De hecho, su genoma por su tamaño, de casi 1 Megabase, apoya la comparación con los virus más grandes conocidos, como el Mimivirus que infecta ameba. La mayoría de los genes virales se encuentran dispersos por los cromosomas de avispa, sin embargo, ciertas regiones concentran genes especializados en funciones virales esenciales como la formación de partículas y círculos de ADN que incorporan para introducirlos en las orugas. El más grande, de un orden de magnitud comparable al Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC) esencial para la inmunidad de los mamíferos, constituye la mayor parte del brazo corto del cromosoma 5 (C5). La comparación de estas regiones entre diferentes especies de avispas relacionadas muestra que esta arquitectura se conserva, lo que sugiere la acción de fuertes limitaciones evolutivas en su mantenimiento. A pesar de la actividad de producción masiva de partículas en los ovarios, el análisis de la expresión de genes de inmunidad muestra que la avispa no considera que el virus sea un cuerpo extraño. Así, después de 100 millones de años de domesticación,

Hasta ahora, la domesticación de virus complejos solo se ha demostrado en avispas parásitas pero podría constituir un mecanismo de evolución más general que permita la adquisición de nuevas funciones como la capacidad de entregar genes o proteínas a través de partículas o envolturas virales.

Mapa de la organización de los genes del bracovirus en el genoma de la avispa parásita Cotesia A. Las diferentes ubicaciones de los genes del bracovirus en los cromosomas de Cotesia congregata están representadas por discos de colores cuyo tamaño es proporcional al número de genes.  En azul: regiones del genoma que contienen los genes de virulencia incorporados en las partículas y expresados ​​en las orugas parasitadas.  Nótese la importancia de la región ubicada en el brazo corto del cromosoma 5. En rojo: regiones que contienen los genes involucrados en la producción de partículas virales.  La región viral del cromosoma 7 contiene casi la mitad, si no se cuentan las copias adicionales de genes dispersos producidos por duplicaciones.  Se amplifica durante la producción de partículas y, en particular, codifica los principales componentes estructurales de las partículas.  Los discos en rojo más oscuro corresponden a una familia de genes hiperdiversificada por duplicaciones que comprenden 35 copias de las cuales hasta 10 están ubicadas en el mismo sitio (C8).  B Macrofotografía de la avispa C. congregata (crédito Hans Smid).
Mapa de la organización de los genes del bracovirus en el genoma de la avispa parásita Cotesia A. Las diferentes ubicaciones de los genes del bracovirus en los cromosomas de Cotesia congregata están representadas por discos de colores cuyo tamaño es proporcional al número de genes. En azul: regiones del genoma que contienen los genes de virulencia incorporados en las partículas y expresados ​​en las orugas parasitadas. Nótese la importancia de la región ubicada en el brazo corto del cromosoma 5. En rojo: regiones que contienen los genes involucrados en la producción de partículas virales. La región viral del cromosoma 7 contiene casi la mitad, si no se cuentan las copias adicionales de genes dispersos producidos por duplicaciones. Se amplifica durante la producción de partículas y, en particular, codifica los principales componentes estructurales de las partículas. Los discos en rojo más oscuro corresponden a una familia de genes hiperdiversificada por duplicaciones que comprenden 35 copias de las cuales hasta 10 están ubicadas en el mismo sitio (C8). B Fotografía macro de la avispa C. congregata
Crédito: Hans Smid