Samstag, 22.09.2018
 
Seit 14:05 Uhr Campus & Karriere
StartseiteForschung aktuellWenn das Virus des Virus' Feind ist02.01.2015

MedizinWenn das Virus des Virus' Feind ist

Von Dagmar Röhrlich

  • E-Mail
  • Teilen
  • Tweet
  • Drucken
  • Podcast

Riesenviren sind so groß wie manche kleine Bakterien. Und sie besitzen Hunderte von Genen, von denen die meisten wohl in der Vermehrung eine Rolle spielen: Obwohl auch sie sich - wie alle Viren - nicht alleine reproduzieren können, scheinen sie ihre Opfer eher als Nährmedium einzusetzen. Als Mikrobiologen diese Riesenviren näher untersuchten, entdecken sie oft andere, winzige Viren mit nur ein oder zwei Dutzend Genen. Diese Winzlinge erwiesen sich als die Parasiten eines Parasiten: als Virophagen - Viren, die die Riesenviren befallen und sozusagen krank machen.

"Wir haben mittlerweile eine Vorstellung, wie das auf zellulärer Ebene funktioniert", erklärt Matthias Fischer vom Max-Planck-Institut für medizinische Forschung in Heidelberg. "Zunächst einmal ist ganz wichtig, sich dieses Bild aus dem Kopf zu schaffen, dass das kleine Virus in dieses große Viruspartikel rein geht und es quasi so befällt. Das Ganze funktioniert nur, wenn dieselbe Zelle sowohl von dem großen Virus, als auch von den kleinen Virus befallen werden."

Wenn die Riesenviren ihren Wirt infiziert haben, errichten sie in seinem Zellinneren eine Art Fabrik: ein Organell außerhalb des Zellkerns, das ausschließlich neue Viren herstellt. Die Virophagen programmieren die Proteinmaschinerie des Riesenvirus um und kapern so diese Virenfabrik für die eigene Reproduktion:

"Wir sehen den Effekt, wenn eine Zelle mit beiden Viren infiziert wird, das dann weniger große Viruspartikel gebildet werden. Im Extremfall kann sich das große Virus gar nicht mehr fortpflanzen, das heißt, es bleibt in einem gewissen Stadium stecken. Und stattdessen sieht man nur noch kleine Virenpartikel, die aus dieser Virenfabrik hervor kommen."

Für die Wirte der Riesenviren ist diese feindliche Übernahme durchaus vorteilhaft: Zwar stirbt die befallene Zelle, aber es werden so viele Virophagen produziert, dass sie die Riesenviren in Schach halten können. Dabei ist - sozusagen in der freien Wildbahn - ein Rätsel, wie die Virophagen zu ihren Virenwirten finden. Beispiel: der marine Einzeller Cafeteria roenbergensis. Er wird von einem Riesenvirus befallen, und dieses Riesenvirus wiederum hat es mit einem Virophagen zu tun, dem Mavirus. Allerdings schwimmt der Einzeller nicht so häufig im Meer, dass Wirtszelle, Riesenvirus und Virophage problemlos zueinander finden.

"Es ist allerdings durchaus möglich, dass die kleinen Viren die Möglichkeit haben, infizierte Zellen, also von dem großen Virus infizierte Zellen, von nicht infizierten Zellen zu unterscheiden."

Außerdem könnte sich der Mavirus-Virophage einen Startvorteil verschaffen: Denn sein Genom kodiert - genau wie das des HI-Virus - ein Enzym, das die eigene DNA in die des Einzellers Cafeteria roenbergensis integrieren kann:

"Was sich nun herausgestellt hat, ist, wenn ein großes Virus solche Zellen angreift, dann kann das kleine Virusgenom, dass im Zellkern sitzt, reaktiviert werden. Es werden neue Virophagenpartikel gebildet. Und die Zelle wehrt sich gewissermaßen, wenn man es so sagen will, gegen den Angriff des großen Virus."

Für das Zooplankton Cafeteria roenbergensis wäre es praktisch, sozusagen ein Mavirus als vererbliches Merkmal ins eigene Genom einzubauen. Und es gebe Hinweise darauf, dass so etwas im Lauf der Evolution tatsächlich passiert sein könnte, erklärt Curtis Suttle, University British Columbia in Vancouver:

"Wir hatten erwartet, dass der nächste Verwandte des Mavirus ein Virus ist, tatsächlich aber finden wir die Gene bei Lebewesen wie der Hefe. Dort handelt es sich um ein Transposon. Diese springenden Gene scheinen ihrem Wirt keinen Nutzen zu bieten, aber sie breiten sich in seiner DNA aus, indem sie Kopien von sich selbst einfügen. Wenn in höheren Organismen springende Gene sind, die es auch in Virophagen gibt, könnte es sein, dass es zwischen ihnen ein starkes evolutionäres Band gibt."

Sollte etwas dran sein an dieser Idee, wären diese Transposons das letzte verbliebene Indiz für die einstige Existenz eines Riesenvirus. Ein Riesenvirus, das zu Grunde ging, weil sich sein Wirt dessen Feind ins Genom holte. Aber noch steht die Erforschung der Virophagen ganz am Anfang.

Das könnte sie auch interessieren

Entdecken Sie den Deutschlandfunk