Viren beeinflussen die Evolution stärker als gedacht

Viren beeinflussen die Evolution maßgeblich

Die Welt kämpft immer noch mit der wachsenden Coronavirus-Pandemie. Viren wie SARS-CoV-2 werden in erster Linie als Krankheitserreger betrachtet. Ein Forschungsteam zeigt nun, dass Viren aber auch eine wichtige Rolle bei der Evolution von Säugetieren spielen. Sie beeinflussen, wie die Arten Erbinformationen weitergeben und in welcher Form sie überleben.

Forschende des amerikanischen Cincinnati Children’s Perinatal Institute und der japanischen Azabu-Universität zeigten, das Viren – vor allem Retroviren – in der Lage sind, sich mit der Zeit in das Genom einzubauen, wenn sie den Körper infizieren. Auf diese Weise beeinflussen sie maßgeblich die Evolution von Säugetieren inklusive des Menschen. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in dem renommierten Fachjournal „Nature Structural & Molecular Biology“ publiziert.

Was sind endogene Retroviren?

Wir alle tragen Jahrtausende alte Erbinformationen in uns, die von Viren in das menschliche Genom eingebaut wurden. Sogenannte endogene Retroviren (ERV) replizieren sich nicht wie andere Viren, sondern binden sich an das Genom des Wirts. Dort verankert kann das Virus weitervererbt werden und so die Evolution beeinflussen.

Spätestens seit der Entschlüsselung des menschlichen Genoms ist klar, dass dieser Einfluss keinesfalls klein ist. Denn ein Teil unseres Erbguts besteht aus viralen Sequenzen, die von früheren Viren dort eingebaut wurden. Die aktuelle Studie verdeutlicht, welche Auswirkungen dieser Prozess auf die Evolution von Säugetieren hat. Die Forschenden zeigen durch ihre Arbeit, dass Viren, insbesondere Retroviren, ein grundlegender Bestandteil der Säugetierbiologie sind und die Genexpression dramatisch beeinflussen.

Viren in der Keimbahn

Laut den beiden aktuellen Studien der Forschungsteams nimmt vor allem die Infektion der Keimbahn Einfluss auf die Evolution. Die Keimbahn beschreibt die komplette Abfolge der Bildung des Erbmaterials, welches bei der Paarung über Eizellen und Spermien weitergegeben wird und so den einzigartigen Charakter der nächsten Generation bestimmt.

Die Forschenden zeigten, wie sich Retroviren aus früheren Generationen in die Keimbahn eingebaut haben und dort als sogenannte Enhancer fungieren. Enhancer sorgen dafür, dass bestimmte Abschnitte in der DNA eine höhere Relevanz bei der Ablesung bekommen. „Endogene Retroviren, die als eine weitere Art von Enhancer gelten, treiben die Expression neu entwickelter Gene voran“, erklärt Dr. Satoshi Namekawa, Forschungsleiter der beiden aktuellen Studien.

Viren mischen sich maßgeblich in die Evolution ein

„Was wir aus unserer Studie lernen, ist, dass Viren im Allgemeinen eine wichtige Rolle bei der Steuerung der Evolution spielen“, betont Namekawa. Langfristig habe dies sogar positive Auswirkungen auf unser Genom und präge die Evolution. Laut der Studie wurden bereits zwischen 40 und 50 Prozent des Genoms von Säugetieren durch endogene Retroviren verändert.

Freund oder Feind?

Früher wurde dies in der Forschung als eine mögliche Bedrohung wahrgenommen, da endogene Retroviren das Potenzial haben, Gene zu stören, die von Proteinen codiert sind. Die aktuellen Studien der Forschenden um Namekawa legen nun jedoch nahe, dass diese Prozesse eher hilfreich bei der artspezifischen Evolution sind und zur Feinabstimmung bei der Weitergabe von Erbinformationen beitragen. (vb)