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Evolution: Verschieben neue Riesenviren die Grenzen des Lebens?

In Brasilien sind zwei neue Riesenvirenarten aufgetaucht, die Biologen verblüffen: Sie sind so groß wie Bakterien, und ihr Genom enthält die Bauanleitungen für die Proteinsynthese.
Riesenviren

Viren gelten im klassischen Sinn nicht als Lebewesen. Ihnen fehlt die Fähigkeit zur Proteinbiosynthese, und damit können sie sich auch nicht selbst vermehren, wie dies Bakterien, Pilzen, Pflanzen oder Tieren gelingt. Viren hingegen müssen fremde Zellen kapern, um sich zu reproduzieren. In den letzten Jahren entdeckten Biologen jedoch immer mehr Riesenviren, die diese Grenze womöglich verschieben: Mimi-, Mega- oder Klosneuviren sind nicht nur so groß wie Bakterien und lassen sich mitunter mit bloßem Auge sehen, sondern sie besitzen in ihrem Erbgut auch viel mehr Gene als "normale" Viren. Darunter befinden sich sogar einzelne Gene für die Proteinbiosynthese. Jonatas Abrahão von der Aix-Marseille Université und sein Team haben nun in zwei extremen Lebensräumen zwei weitere Riesenvirenarten aufgespürt, welche die Grenze zwischen Viren und "echtem" Leben noch weiter verschieben könnten, wie sie in "Nature Communications" schreiben.

Die Forscher hatten Proben aus einem alkalischen Salzsee in Brasilien sowie aus Sedimenten in der Tiefsee vor der Atlantikküste des Landes untersucht und dabei die Riesenviren gefunden, die Amöben befallen hatten – gängige Wirte für diese Virentypen. Unter dem Elektronenmikroskop zeigte sich, dass die Körper der Viren durchschnittlich 450 Nanometer lang waren; zusätzlich hing ein 550 Nanometer langer und 450 Nanometer dicker Schwanz daran – "der längste Schwanz, der je bei einem Virus beschrieben worden ist", so Abrahão und sein Team. Inklusive dieses Anhängsels erreichen die Tupanviren genannten Erreger im Extremfall sogar eine Länge bis zu 2,3 Mikrometer. "Das macht sie zu den größten bekannten Viruspartikeln", fassen die Wissenschaftler zusammen. Das Genom ist zudem 1,44 bis 1,51 Megabasen groß und kodiert für bis zu 1425 Proteine: insgesamt das viertgrößte virale Genom, das bislang beschrieben wurde.

Dabei verfügen die Tupanviren über fast den kompletten Baukasten für die Proteinbiosynthese. Sie können damit bis zu 70 verschiedene Transport-RNAs (tRNAs) zusammenbauen. Außerdem sind sie in der Lage, Enzyme für insgesamt 20 Aminosäuren zusammenzusetzen. Das Einzige, was den neu entdeckten Viren verglichen mit echten Lebewesen noch fehlt, ist das Ribosom – die Biofabrik, in der die Proteine hergestellt werden. Die Tupanviren besitzen damit den vollständigsten Translationsapparat, der je bei einem Virus gefunden wurde. Diese Riesenviren lösen jedoch immer noch nicht das Rätsel, wie sie überhaupt entstanden sind. Bei den verwandten Klosneuviren zeigte eine Studie, dass sich die Riesenviren bei ihren Wirten bedient haben könnten und die entsprechenden Gene in ihrem Erbgut eingebaut haben. Entstanden sind sie daher wohl aus kleineren, "normalen" Viren und wuchsen, indem sie fortlaufend fremdes Erbgut in ihr eigenes integrierten. Bei den Tupanviren vermuten Abrahão und Co dagegen den umgekehrten Weg: Sie gingen demnach aus größeren Organismen hervor und reduzierten im Lauf der Zeit ihr eigenes Genom, als sie sich an ihr Leben als Zellparasiten anpassten. Diesem Werdegang fielen dann die eigene Energieversorgung und Teile der Proteinbiosynthese zum Opfer.

09/2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 09/2018

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