Hace casi 10 años tuve la oportunidad de afrontar un estudio de cristalografía y difracción de rayos X (una disciplina que se ha cobrado unos cuantos premios Nobel) para el estudio de la proteína VP26 del astrovirus humano, una proteína supuestamente relacionada con la interacción entre el virus y las células que este infecta. Sin embargo, este estudio no llegó a buen puerto porque la cristalización de la proteína no fue posible. 

No obstante, mi curiosidad por la forma que podría tener una de las proteínas más importantes del virus con el que trabajaba me animó a tratar de obtener un modelo predictivo de la misma.

Después de obtener la secuencia de aminoácidos de la proteína objeto de estudio, utilizando las aplicaciones SWISS-MODEL y RasMol, obtuve un resultado muy curioso. Usando estas técnicas conseguí un modelo por homología mediante la comparación con las secuencias de aminoácidos de proteínas cuya estructura es conocida. El resultado nos aportó un nuevo dato que iba en la línea de la investigación: la proteína VP26 parecía ser la espícula del virus, es decir, la estructura responsable de la unión del virus con la célula huésped, algo sugerido por algunos pero que no había podido ser demostrado. Como no os vais a leer mi tesis ya os puedo aventurar que sí, nuestro trabajo demostró que la proteína VP26 es la espícula del astrovirus humano. Lástima que no todos los resultados hayan podido publicarse y es posible que nunca vean la luz más allá de la propia tesis doctoral. 

Pero volvamos al caso del modelado en 3D. En el caso de los modelos por homología no hay que olvidar que no se basa en resultados de cristalización y difracción de rayos X sino en probabilidades basadas en la comparación de secuencias de aminoácidos, por lo que son meramente orientativos, aunque no me podéis negar que son realmente preciosos ¿verdad?

Créditos de las imágenes: Enrique Royuela de su tesis doctoral «Detección molecular de los astrovirus humanos y caracterización biológica de la proteína estructural VP26».

No todos los modelos en 3D son de uso exclusivo en investigación sino que también pueden tener un objetivo artístico y educativo, más allá del laboratorio.

Eso es lo que ha pensado Eleanor Lutz , estudiante de doctorado en neurobiología de insectos en la Universidad de Washington, diseñadora científica ocasional, tal y como ella misma se define, y responsable de la web tabletopwhale.com. 

Como virólogo y apasionado del diseño gráfico es este un proyecto que no podía dejar pasar. Me ha llamado mucho la atención el trabajo que ha hecho con cuatro virus archiconocidos (al menos tres de ellos): virus del Dengue, adenovirus humano de tipo 5, clorovirus y virus del papiloma humano tipo 16.

Como ya sabéis, el virus del dengue es, como su propio nombre indica, el responsable de causar la enfermedad del Dengue, transmitida por los mosquitos Aedes aegypti y Aedes albopictus. Los adenovirus son un grupo que producen, principalmente, infecciones respiratorias en niños. Estos adenovirus están siendo utilizados como vectores en ensayos de terapia génica. Los clorovirus infectan algas verdes unicelulares presentes tanto en agua marina como dulce, mientras que el VPH-16 es uno de los papilomavirus de alto riesgo, responsable del desarrollo de cáncer cervical, entre otros tipos. 

Eleanor ha creado para la ocasión tarjetas de visita donde se describen las principales características de estos cuatro amigos víricos. Por un lado, es un ejercicio creativo fascinante, y por otro resulta un trabajo educativo de gran interés. 

Aparte de la llamativa presentación del virus en todo su esplendor girando sobre su eje y mostrando la estructura tridimensional de su cápside (la capa de proteínas externa que protege al ácido nucleico), Eleanor aporta datos muy interesantes que nos pueden servir para conocer un poco mejor a estos diminutos bandidos.

En la parte superior izquierda aparece el nombre de la especie. En el lado derecho superior nos muestran la relación taxonómica (especie, género y familia) basada en los datos del International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) así como la clasificación dentro del sistema de Baltimore (desarrollado por David Baltimore, Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1975), el tipo de simetría (icosaédrica en todos los que nos muestra, aunque también hay virus con simetría helicoidal) y el número de identificación atribuido por la Research Collaboratory for Structural Bioinformatics (RCSB).  En la parte inferior del lado izquierdo, nos indica la especie a la que infectan, así como una breve descripción del virus y la enfermedad que producen.

Créditos de las imágenes: Eleanor Lutz

De los cuatro que nos muestra, no es casualidad que tres pertenecen al grupo I de la clasificación de Baltimore (virus de ADN de doble cadena), ya que son los virus más diversos, y —por tanto— algunos de los más estudiados y de los que más información se dispone. Esto facilita mucho el trabajo pues se dispone de mucha información con la que poder trabajar.

Los datos obtenidos para poder hacer el modelo tridimensional han sido obtenidos de la Protein Data Bank (PDB), una base de datos de la RCSB donde los investigadores aportan sus resultados sobre estructuras biológicas en 3D para que puedan ser consultados por toda la comunidad científica y por aquellos que tengan una pizca de curiosidad. Para las animaciones 3D, la autora ha utilizado el recurso gratuito UCSF Chimera. Así pues, con los datos de PDB, el tutorial de Tom Goddard para Chimera, mucho tiempo y paciencia, Eleanor Lutz ha creado estas maravillosas tarjetas de virus, que sirven no solo para alimentar nuestra necesidad de contemplar la belleza de la naturaleza, sino como instrumento educativo y para demostrar —una vez más— que ciencia y diseño están más unidos de lo que muchos podrían pensar.

Más información en el blog en tabletopwhale.com

Quiero dar las gracias a Patricia Rodríguez (@_Argi_), que fue quien me enseñó el trabajo de Eleanor Lutz