Resumen
Somos conscientes de que existen claras diferencias en la organización del material hereditario en todos los organismos y que puede alterarse en escalas de tiempo relativamente cortas. En otras palabras, nos referimos a la evolución de la arquitectura del genoma y predecirla es particularmente difícil, debido a la falta de conocimiento de algunos de sus principios fundamentales. Sí poseemos información sobre las tasas de mutación y recombinación, el papel de la deriva genética o la distribución de los efectos mutacionales. Sin embargo, la información sobre la topografía de los paisajes adaptativos sigue siendo escasa y no sabemos cómo puede condicionar la evolución del virus. Los paisajes adaptativos son un concepto fundamental en biología evolutiva que trata de discernir el número de vías mutacionales accesibles para alcanzar picos de eficacia (es decir, soluciones adaptativas). Durante mucho tiempo, los paisajes fueron sólo construcciones teóricas, pero actualmente pueden caracterizarse las propiedades de los paisajes empíricos gracias a la aportación de información precisa sobre los distintos genotipos. En relación a dicha aportación, uno de los parámetros más importantes es la eficacia viral, que se ha convertido en un cálculo estándar en virología y es esencial para evaluar el potencial evolutivo de un genotipo. Básicamente, define la ventaja (o desventaja) de un genotipo dado con respecto a uno de referencia. Por lo general, las poblaciones de virus se componen de una mezcla de genotipos cuya abundancia en la población depende de las diferencias de eficacia, las interacciones entre genotipos y la deriva genética. Pero, ¿cuántos picos de eficacia puede poseer un paisaje adaptativo? ¿Serían los mismos en otras condiciones ambientales? ¿Es equitativa la contribución de la adaptación, la historia y el azar en el proceso evolutivo? ¿Hasta qué punto son relevantes las interacciones epistáticas para determinar la rugosidad del paisaje adaptativo? ¿Y la regulación de los genes del huésped durante la infección? ¿Podemos identificar los genes del mismo cuya expresión depende de la eficacia viral? Para contestar a éstas y muchas otras preguntas, hemos dividido los resultados de esta tesis en cuatro capítulos.
La primera parte tratará de mostrar cómo se mueven las poblaciones virales en un paisaje de eficacia rugoso y si lo hacen eficientemente. También se evaluará si pueden escapar de la cuenca de atracción de un pico de eficacia óptima local. Para ello, partiendo de un conjunto de virus situados a distintas distancias del óptimo local, observaremos si la evolución recompensa mantenerse en el óptimo o premia la exploración de regiones distantes del paisaje. En cualquier caso, determinaremos la contribución de la adaptación, la contingencia histórica y el azar.
En la segunda parte compararemos las topografías de los paisajes de dos huéspedes, original y alternativo, en busca de similitudes y diferencias. Así, analizaremos si se producen ganancias o pérdidas de eficacia en distintas condiciones y observaremos si destaca algún tipo de interacción epistática. Además, trataremos de realizar un ejercicio de valoración global para esclarecer si son más importantes los detalles macroscópicos del paisaje o los microscópicos.
El propósito del tercer capítulo se aleja del tema principal para tratar de evaluar in vivo las diferencias de eficacia entre componentes subclonales de una población. Para hacerlo, trataremos de aislar centenares de subclones biológicos individuales de una población viral mediante ensayos de infectividad en un huésped alternativo, en el que el virus objeto de estudio produce lesiones locales.
Por último, habiendo analizado en profundidad los paisajes de eficacia, ahondaremos en el estudio de las diferencias entre genotipos virales a nivel de la respuesta molecular del huésped a la infección. Para tal objetivo, compararemos los transcriptomas de plantas infectadas con siete genotipos virales, que diferirán en eficacia.
