Análise funcional de glicoproteínas de envelope de vírus do gênero thogotovirus e sua relação evolutiva com a família Baculoviridae

Abstract

Baculovírus são vírus que infectam insetos e são amplamente utilizados como agentes de controle biológico de pragas agrícolas importantes, assim como ferramentas biotecnológicas. Dentro da família, o gênero Alphabaculovirus infecta lepidópteros e é subdividido em Grupo I e Grupo II. Cada grupo possuí uma proteína de superfície de envelope de fusão principal, GP64 e proteína F, respectivamente, essenciais para entrada em células e para eficiente brotamento de vírions. Interessantemente, GP64 compartilha semelhança estrutural e de sequência com a glicoproteína de envelope (GP) de vírus do gênero Thogotovirus, que infectam carrapatos e mosquitos e pertencente à distante família Orthomyxoviridae. Esta similaridade sugere fortemente que o gene gp64 de baculovírus foi adquirido por transferência horizontal de genes (HGT) de um ancestral orthomyxovírus. Para explorar esta conexão, neste trabalho, foi substituído o gene gp64 do baculovírus Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus (AcMNPV) pela GP de dois orthomyxovírus: Apis thogotovirus 1, proveniente de abelhas sequenciado em nosso laboratório, e Melitaea didyma thogotovirus 1, um possível novo thogotovirus identificado neste trabalho em banco de dados de sequenciamento. Experimentos in vitro de passagem viral em série em cultura, titulação viral, western blot e qPCR, demonstraram que a GP de Apis thogotovirus 1 efetivamente resgatou a infectividade do AcMNPV em linhagens de células de lepidópteros. Esta proteína é capaz de induzir fusão de membranas, confirmado por ensaio de formação de sincícios sensível a pH. Análises ultraestruturais por criomicroscopia eletrônica indicam sua menor incorporação a envelopes virais. Além disso, ensaios de fluorimetria e citometria de fluxo revelaram que esta GP aumentou significativamente a entrada e a transdução de gênica de AcMNPV em linhagens de células de mosquito. A partir de análise no banco de dados Sequence Read Archive (SRA), caracterizamos o genoma e construímos a filogenia de um novo thogotovirus, do inseto lepidóptero Melitaea didyma, hospedeiro filogeneticamente mais próximo ao hospedeiro natural de baculovírus já identificado. Sua filogenia baseada em GP o agrupa com o gp64 do baculovírus, entretanto sua GP não foi capaz de restaurar a infectividade do AcMNPV na ausência de gp64. Sendo assim, este trabalho ajuda a elucidar a complexa história evolutiva da gp64 e aponta novas aplicações biotecnológicas para a utilização de GPs de thogotovirus.