Riesenfrüchte am Baum des Lebens

Der Klosneuvirus und seine Verwandten (Bild: F. Schulz et al / Science 2017)

Die Entdeckung gigantischer Viren verwischt die Grenzen zwischen belebter und unbelebter Materie

1992 suchten Forscher aus Leeds und Marseille in einem Industrie-Kühlturm in Yorkshire, Großbritannien, nach Erregern der Legionärskrankheit, die durch Bakterien (Legionellen) hervorgerufen wird. In einer Amöbe der Spezies Acanthamoeba polyphaga, die weltweit zu den am weitesten verbreiteten Amöben gehört und selbst Krankheiten verursachen kann, fanden sie eine Struktur, die sie für ein Bakterium hielten. Es erhielt seiner Herkunft wegen den Namen Bradfordcoccus.

Über zehn Jahre später fiel den Wissenschaftlern aus Marseille auf, dass Bradfordcoccus sie anscheinend getäuscht hatte. Es handelte sich gar nicht um eine Bakterie, wie sie in einem Beitrag im Magazin Science nachwiesen, sondern um ein riesiges Virus.

Sein DNA-Strang ist mit fast 1,2 Millionen Basenpaaren zweieinhalb Mal so groß wie der des nächstkleineren damals bekannten Virus und größer als bei so manchem Bakterium. Es bekam den neuen Namen Mimivirus (von "mimicking microbe", "Mikroben-Nachmacher"), und es sollte nicht lange dauern, bis Forscher weitere solche Mega-Viren entdeckten.

Alle verhalten sich trotz ihrer Größe wie ein Virus. Mimivirus etwa dockt außen an einer Zelle an und verschafft sich über einen chemischen Trick Zugang. Dann ist erst einmal vier Stunden lang Ruhe, das Virus ist nicht mehr zu entdecken. In dieser Zeit werden die internen Zellfabriken umprogrammiert, sodass nach vier bis acht Stunden die ersten Viruspartikel innerhalb der nichtsahnenden Amöbe erscheinen.

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Der Klosneuvirus und seine Verwandten (Bild: F. Schulz et al / Science 2017)

Die Produktion neuer Virenexemplare läuft nun auf Hochtouren, bis nach 24 Stunden der gesamte Innenraum der Zelle gefüllt ist. Sie platzt und entlässt eine Schar frischer Viren in die Umwelt, die sich nun neue Gastgeber suchen müssen.

So weit, so typisch für Viren, ob groß oder klein. Weil sie außerhalb lebender Zellen lediglich als eiweißumhüllte Informationskapsel existieren, zählt man sie nicht zum Stammbaum des Lebens, der auf Bakterien, Archaeen und Eukaryoten (zu denen auch der Mensch gehört) basiert.

Doch bis zur Entdeckung der Megaviren war diese Grenze noch leichter zu ziehen - Viren sind in der Regel viel kleiner als Bakterien und schleppen auch eine geringere Menge an Erbinformationen mit sich herum. Was praktisch erscheint, denn bei der Infektion einer lebenden Zelle müssen ja all diese Informationen dupliziert werden.

Mit Mimivirus und seinen Brüdern wurde alles komplizierter. Immerhin handelt es sich nur bei 10 Prozent seiner DNA um unbrauchbaren Müll, der Rest kodiert eine ganze Reihe wichtiger Eiweiße. Während gewöhnliche Viren sich die Werkzeuge zur Produktion dieser Proteine von ihrem Wirt ausborgen, haben Mimivirus & Co. diese schon an Bord. Zwar sind auch sie außerhalb einer Zelle nicht lebensfähig.

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Der Klosneuvirus und seine Verwandten (Bild: F. Schulz et al / Science 2017)

Einige Arten können allerdings außerhalb eines Wirts immerhin ihre eigene DNA reparieren. Und sie bringen weitaus mehr Tools mit, als sie eigentlich brauchen - und verwischen damit die Grenze zum Bakterium. Unter Biologen kam deshalb die berechtigte Frage auf: Haben wir mit den Riesen-Viren etwa eine neue, vierte Wurzel des Stammbaums vor uns?

Diese Hoffnung (oder Befürchtung) wird von einer Veröffentlichung in Science wieder deutlich gedämpft. Darin beschreiben österreichische Forscher eine neue Art von Riesenviren, die sie Klosneuvirus getauft haben. Gefunden wurden sie in der Abwasserbehandlungsanlage von Klosterneuburg.

Die Wissenschaftler verglichen ihre Entdeckung mit weiteren Vertretern der Mimiviren - und machten eine interessante Beobachtung: Anscheinend haben sich die Riesenviren einen großen Teil ihrer Gene aus früheren Wirten mitgebracht. Es muss sich also zunächst weitaus kleinere Arten gehandelt haben, die dann von Generation zu Generation gewachsen sind. Warum?

Vielleicht war das ein evolutionärer Vorteil, weil die Wirtszellen immer besser darin wurden, illegale Aktivitäten in ihrem Inneren einzuschränken. Die Wirte haben die Vervielfältigungswerkzeuge gewissermaßen in einem Panzerschrank verstaut, sodass die Einbrecher erfolgreicher waren, wenn sie ihren eigenen Werkzeugkoffer mitbrachten.

Die Idee, dass die Riesenviren aus einer - früher - kompletten, lebensfähigen Zelle entstanden, weil sie sich an das Dasein als Parasiten anpassten, wird damit zumindest für diese Familie unwahrscheinlich.

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