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StartseiteForschung aktuellDie bewegte Vergangenheit der Riesenviren11.10.2011

Die bewegte Vergangenheit der Riesenviren

DNA-Viren stammen möglicherweise von zellulärem Organismus ab

Biologie.- Vor sieben Jahren entdeckten französische Forscher das erste Riesenvirus. Es hat ein gigantisches Erbgut, das sogar unter einem einfachen Lichtmikroskop zu erkennen ist. Jetzt wurde ein entfernter Verwandter dieses Virus gefunden. Das Überraschende: Die Viren stammen womöglich beide von einem zellulären Organismus ab.

Von Marieke Degen

Das Erbgut der Riesenviren ist unter normalen Lichtmikroskopen zu erkennen.  (Stock.XCHNG - Eugene Z)
Das Erbgut der Riesenviren ist unter normalen Lichtmikroskopen zu erkennen. (Stock.XCHNG - Eugene Z)

Die Geschichte beginnt im englischen Bradford, Anfang der 90er-Jahre. Etliche Menschen sind an einer Lungenentzündung erkrankt. Die Behörden vermuten, dass Legionellen dahinterstecken, Bakterien, die sich über das Trinkwasser ausbreiten können.

"Sie haben das Trinkwassersystem untersucht und Kühltürme. In solchen Systemen leben nämlich viele Einzeller, Amöben. Und Amöben werden von Legionellen als Brutstätte benutzt. Die Forscher haben damals aber ein neues Bakterium in einer Amöbe gefunden: Ein Bakterium, das sie nicht zuordnen konnten."

Zehn Jahre später, im Jahr 2003, landet die vermeintliche Bakterie in der Universität von Aix-Marseille, auf dem Tisch des Bioinformatikers Jean-Michel Claverie.

"Wir haben entdeckt, dass das gar kein Bakterium war. Sondern ein riesiges Virus."

Das Virus tut so, als wäre es eine Bakterie, damit es von seinem Wirt, der Amöbe, gefressen wird. Es ist so groß wie eine Bakterie. Und es hat kleine Härchen auf seiner Oberfläche wie eine Bakterie. Die Forscher taufen es deshalb auf den Namen Mimivirus, vom englischen "mimic" - "nachahmen". Und das Mimivirus hat noch mehr Besonderheiten zu bieten. Sein Erbgut besteht aus DNA, das ist bei Viren eher selten, und es ist gigantisch groß. Es umfasst um die 900 Gene – andere DNA-Viren haben maximal 300.

"Das verrückteste aber war: im Virenerbgut haben wir Gene gefunden, die eigentlich nur in Zellen vorkommen. Die niemals zuvor in einem Virus entdeckt worden waren."

Diese Gene enthalten den Bauplan für ganz bestimmte Enzyme, sogenannte AARS. Sie helfen dabei, Eiweiße aus Aminosäuren zusammenzubauen. Der Vorgang heißt Translation, er findet nur in Zellen statt. In Einzellern wie Amöben, aber auch in jeder Pflanzen- oder Körperzelle. Viren können Eiweiße eigentlich nicht selber zusammenbauen. Sie brauchen dafür eine Wirtszelle. So auch das Mimivirus. Die große Frage ist aber: Wie ist das Mimivirus überhaupt an den Bauplan, also an die AARS-Gene herangekommen?

"Es gibt zwei Möglichkeiten. Erstens die eher klassische Sicht, dass das Virus die Gene von Wirtszellen gestohlen hat. Das passiert manchmal. Die zweite Möglichkeit – das, woran wir glauben, ist: Die Gene stammen von einem ganz frühen Vorfahren der Viren, der noch viel komplexer war."

Wenn das stimmt, dann müsste es noch andere Riesenviren geben, entfernte Verwandte des Mimivirus. Und genau so einen haben die Forscher jetzt aufgespürt, im Wasser vor der Küste Chiles. Das Virus befällt ebenfalls Amöben, und es ist sogar noch größer als das Mimivirus. Die Forscher haben es Megavirus chilenses genannt.

"In diesem Megavirus haben wir die gleichen vier AARS-Gene gefunden wie im Mimivirus, und außerdem noch drei weitere AARS-Gene."

Das kann kein Zufall mehr sein, sagt der Wissenschaftler. Das spricht dafür, dass die Riesenviren tatsächlich von einem frühen einzelligen Organismus abstammen. Vor langer Zeit hat sich dieser Organismus in einen Parasiten verwandelt. Dafür musste er seine Komplexität ablegen und hat immer mehr Gene verloren.

"Das widerspricht der klassischen These. Bislang dachte man, dass Viren immer nur ein paar Gene haben und im Laufe der Zeit noch mehr dazubekommen. Aber unser Beispiel zeigt, dass wahrscheinlich genau das Gegenteil der Fall ist. Diese Riesenviren waren früher noch viel größer und komplexer als heute."

Auch kleinere DNA-Viren wie Pocken oder Herpes stammen wahrscheinlich von diesem Vorfahr ab, sagt Jean-Michel Claverie. Er will jetzt einen richtigen Virenstammbaum erstellen, doch dafür braucht er noch mehr Riesenviren. In drei Wochen fliegt er wieder an die Südküste Chiles. Die Suche geht weiter.

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