Posted in: Genetik 17. November 2010 15:21 Weiter lesen →

Uralte Begleiter

EM-Aufnahme zeigt Parvoviren als helle Kugeln auf dunklerem UntergrundViele der heutigen Viren können auf eine überraschend lange Familiengeschichte zurückblicken. Diesen Schluss legen Untersuchungen amerikanischer Forscher nahe. Im Erbgut verschiedenster Wirbeltiere fanden sie Sequenzen heute noch zirkulierender Viren, die bereits vor Jahrmillionen in das Genom ihrer Wirte integriert wurden.

Parvoviren unter dem Elektronenmikroskop. Bild: GrahamColm at en.wikipedia (Creative Commons Attribution 3.0 Unported)

„Bis vor Kurzem lagen die Altersschätzungen für alle Viren mit Ausnahme der Retroviren im Bereich einiger Tausend Jahre“, erklärt Anna Marie Skalka vom Fox Chase Cancer Center in Philadelphia. „Wir haben nun gezeigt, dass es viele Virusfamilien schon seit mehreren zehn Millionen Jahren gibt und dass sie sich in all dieser Zeit kaum verändert haben.“

Das Genom des Menschen und anderer Wirbeltiere besteht zu einem großen Teil aus DNA-Sequenzen, die von genetischen Parasiten und Viren stammen. Frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass dieser „Ballast“ den Spielraum der Evolution erweitern und beispielsweise als Vorlage für neue Gene dienen könnte. Gemeinsam mit Vladimir Belyi und Arnold Levine vom Institute for Advanced Studies in Princeton suchte Skalka nach weiteren Belegen für solche Prozesse.

Die Forscherin und ihre Kollegen analysierten die Genome von 49 Wirbeltierspezies – von Kugelfischen über Opossums, Fledermäuse, Kühe und Mäuse bis zum Menschen. Dabei fahndeten sie nach DNA-Sequenzen von Viren, deren Erbgut nicht aus einer typischen DNA-Doppelhelix besteht, sondern aus einem einzelnen DNA-Strang. Tatsächlich fanden sie in 31 Fällen Sequenzen, die Hüllprotein- und Enzymgenen heutiger Circoviren und Parvoviren entsprechen.

Gemessen an ihrer Verbreitung im Stammbaum der Wirbeltiere, dürften einige dieser Gene schon vor 40 bis 50 Millionen Jahren oder noch früher in das Wirtsgenom gelangt sein, folgern die Forscher. Vielleicht bringe der genetische Ballast auch Vorteile mit sich, spekulieren sie. Beispielsweise entspreche eine der gefundenen Sequenzen dem rep-Gen der Circoviren. Das zugehörige Protein sei bekannt dafür, dass es schnell wachsende Zellen töten könne. Derzeit sei nicht bekannt, ob die „fossile“ rep-Sequenz tatsächlich abgelesen und in Protein übersetzt werde, betont Skalka. „Sollte sich jedoch eine nützliche Rolle dieser Integrationen zeigen, etwa die Eindämmung von Krebs, könnte das erklären, warum die Viren über Jahrmillionen der Wirbeltierevolution beibehalten wurden.“

Forschung: Vladimir A. Belyi und Arnold J. Levine, Center for Systems Biology, Institute for Advanced Study, Princeton, und Anna Marie Skalka, Institute for Cancer Research, Fox Chase Cancer Center, Philadelphia

Veröffentlichung Journal of Virology, Vol. 84(23), pp 12458-62, DOI 10.1128/JVI.01789-10

WWW:
Simons Center for Systems Biology, Institute for Advanced Study
Anna Marie Skalka, Fox Chase Cancer Center
Spezielle Virologie: Viren mit einzelsträngiger DNA
YourGenome.org

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Viele Lücken im Erbgut
Mehr Ordnung im Säugergenom


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