2023 Autor: Bryan Walter | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-24 23:09
Tupanvirus-Viruspartikel
Forscher haben zwei neue Arten von Riesenviren entdeckt - Amöbenparasiten. Die als Tupanviren bezeichneten Arten zeichnen sich durch eine ungewöhnliche Form der Viruspartikel aus und haben den längsten "Schwanz" unter den Viren, ihr Hauptmerkmal ist jedoch die Rekordzahl von Genen für Viren, die Komponenten des Proteinsyntheseapparats kodieren. Wie die Autoren in einem Artikel in Nature Communications erklären, fehlen unter diesen Komponenten für die Proteinsynthese nur Ribosomen. Die Entdeckung der Tupanviren legt nahe, dass die Vorfahren der Viren ein komplexeres Genom hatten, aber im Zuge der Anpassung an den Parasitismus wurden sie deutlich "vereinfacht".
Die Fähigkeit, Proteine unabhängig zu synthetisieren, ist eines der charakteristischen Merkmale zellulärer Lebensformen, das sie grundlegend von Viren unterscheidet. Mit der Entdeckung riesiger Mimiviren im Jahr 2003 wurde diese Funktion jedoch in Frage gestellt. Die für virale Verhältnisse riesigen Genome von Mimiviren enthalten viele Gene, die Komponenten des Translationsapparates kodieren, wie Transport-RNAs und Aminoacyl-tRNA-Synthetasen (Enzyme, die die Transport-RNA mit der gewünschten Aminosäure „aufladen“).
Das Forschungsteam von Didier Raoult von der Universität Aix-Marseille (Frankreich) entdeckte in Brasilien zwei neue Mitglieder der Familie der Mimiviridae, die Tupanvirus genannt wurden. Neue Viren wurden in extremen Lebensraumbedingungen gefunden - Meeresbodensedimenten in einer Tiefe von 3000 Metern und in einem salzigen alkalischen See. Tupanviren erwiesen sich wie andere Mimiviren als Parasiten der Amöben.
Tupanviren erwiesen sich als Besitzer des längsten "Schwanzes" unter den Viren mit einer Länge von bis zu 550 Nanometern. Zusammen mit dem „Schwanz“erreichten die Viruspartikel eine Länge von 2,3 Mikrometern und waren im Durchschnitt 1,2 Mikrometer groß, also die Größe eines Escherichia coli.
Bilder von Viruspartikeln, die durch Transmissionselektronenmikroskopie (a-d) und Rasterelektronenmikroskopie (e-h) gewonnen wurden
Das Genom von Tupanviren ist eine lineare doppelsträngige DNA von etwa eineinhalb Millionen Basenpaaren und kodiert für 1276 bis 1425 vorhergesagte Proteine. Die in diesen Viren gefundenen Gene umfassten 70 tRNA-Gene, 20 Aminoacyl-tRNA-Synthetase-Gene, 11 Translationsfaktoren, mRNA-Reifungsfaktoren und ribosomale Proteinmodifikationen. Außerdem wurden in den Genomen Sequenzen gefunden, die Fragmenten von ribosomalen RNA-Genen ähneln, die in Viren noch nicht gefunden wurden. Tatsächlich fehlen dem Genom von Tupanviren nur ribosomale Proteingene für die Proteinsynthese.
Warum diese Viren einen so umfangreichen Sendeapparat benötigen, ist nicht ganz klar. Wahrscheinlich nutzen sie es, um die Zellmaschinerie ihrer Wirte zu kompensieren, wenn sie dringend alle Systeme zum antiviralen Schutz "abschalten". Wie die Autoren der Arbeit zeigten, konnten Tupanviren nicht nur auf Amöben, in denen sie gefunden wurden, sondern auch auf anderen Protozoen parasitieren, und höchstwahrscheinlich hilft ihnen dabei die Vielfalt der Gene des Proteinsyntheseapparates.
Eine weitere Frage, die hilft, die Entdeckung von Tupanviren zu klären, ist die Herkunft der Viren, aber in diesem Fall klären Tupanviren nicht, sondern verwirren die Geschichte. Die Haupthypothesen für die Entstehung von Riesenviren sind sequentielle Komplikation durch Entlehnung von Genen von Wirten oder umgekehrt Vereinfachung, da sie sich an Parasitismus anpassen. Im vergangenen Jahr veröffentlichten amerikanische Forscher eine Analyse des Genoms eines neuen Riesenvirus – Klosneuvirus. Das große Genom dieses Virus entstand laut Wissenschaftlern durch „Genraub“, also den Erwerb neuer Gene durch Ausleihen bei verschiedenen Wirten. Die Entdecker der Tupanviren, deren Gene zu etwa einem Drittel nicht mit den Genen bekannter Organismen ähneln, glauben jedoch, dass die Vorfahren der Riesenviren noch komplizierter waren und im Übergang zu einem parasitären Lebensstil einige der Gene wir sind verloren.
Zuvor entdeckte die Gruppe von Didier Raoult ihre eigenen Viren „zweiter Ordnung“(Virophagen) und ein antivirales Abwehrsystem in Mimiviren. Interessanterweise enthalten Virophagen selbst auch parasitäre genetische Elemente.
