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Wirtverhaltensforschung: Virus-Gen ändert Verhalten von infizierten Raupen

Raupe des Schwammspinners Lymantria dispar Laden...
Viele Parasiten und Krankheitserreger manipulieren das Verhalten ihres Wirtes zu ihrem eigenen Vorteil. Das reicht vom Erreger versprühenden Hustenreiz bei Tuberkulose über Toxoplasma-infizierte und deswegen weniger katzenscheue Mäuse bis hin zu Pilzen, die Ameisen in den Wipfel von Bäumen zwingen. Bei einer Klasse von Insektenpathogenen, den Baculoviren, haben Forscher jetzt den genetischen Hintergrund dieser fachlich als externer Phänotyp bezeichneten Übernahme durch einen Dritten aufgedeckt.

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Raupe des Schwammspinners Lymantria dispar
Das Baculovirus LdMNPV (Lymantria dispar nucleopolyhedrovirus) infiziert die Raupen des Schwammspinners Lymantria dispar. Normalerweise verstecken sich die Raupen tagsüber am Boden oder in Spalten der Baumrinde vor Räubern und fressen nur nachts die Blätter. Das Baculovirus verursacht jedoch eine als Wipfelkrankheit bekannte Verhaltensänderung, bei der die infizierten Raupen mit letzter Kraft in die obersten Wipfelregionen der Bäume kriechen. Dort sterben sie und verflüssigen sich durch ein spezielles Virusenzym – und die mit Viruspartikeln beladene Flüssigkeit tropft auf jene Blätter, von denen noch nicht infizierte Schwammspinner-Raupen in der nächsten Nacht fressen werden.

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Baculovirus verflüssigt eine Raupe | Kurz vor ihrem Tod befestigen sich befallene Raupen mit einem Stück Seide an Blatt oder Rinde. Bald darauf verflüssigen sie sich und tropfen die infektiöse Flüssigkeit auf Artgenossen und ihre Nahrung.
Für diese Verhaltensänderung ist ein einziges Gen namens egt verantwortlich, wie ein Team um die Entomologin Kelli Hoover von der Pennsylvania State University jetzt nachwies. Der Erbgutschnipsel codiert das Enzym Ecdysteroid-uridin-5'-diphosphatglucosyltransferase (EGT), das das Häutungshormon 20-Hydroxyecdyson durch eine chemische Veränderung inaktiviert und dadurch die Verhaltensänderung bewirkt.

Die Forscher konnten zeigen, dass tatsächlich dieses eine Genprodukt ausreicht, um das Verhalten der Raupen drastisch zu ändern. Sie erzeugten genetisch veränderte Baculoviren, in denen das egt-Gen künstlich abgeschaltet ist, und infizierten damit Raupen, die sie in hohen Flaschen hielten. Dabei blieben die mit dem veränderten Virus infizierten Tiere im unteren Bereich der Flasche und starben dort, während die mit dem Wildtyp-Virus angesteckte Kontrollgruppe erwartungsgemäß am oberen Ende des Behälters verendete. In einem Folgeversuch reparierten die Wissenschaftler das ausgeschaltete Gen im veränderten Virus, woraufhin die Tiere wieder das virengewünschte Fehlverhalten zeigten. (lf)

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  • Quellen
Science 333, S. 1401, 2011

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