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Donnerstag, 30.03.2017
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Retroviren nisteten sich im Koala-Genom ein

Koala-Häute aus Museum offenbaren böse Überraschung im Erbgut

Retroviren können sich in das Keimzellenerbgut von Koalas integrieren und somit deren Erbgut verändern. Das hat ein internationales Forscherteam bei der Analyse von Koala-Häuten aus dem Museum festgestellt. Der Koala ist damit die einzige bekannte Tierart, bei der so etwas bisher direkt nachgewiesen und beschrieben worden ist. Der Prozess, durch den die Retroviren-DNA in das Erbgut gelange, sei sehr langwierig, dabei habe der Retrovirus den Gesundheitszustand der Koalas über Jahrhunderte hinweg negativ beeinflusst, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift "Molecular Biology and Evolution".
Koalas im Tiergarten Schönbrunn in Wien

Koalas im Tiergarten Schönbrunn in Wien

Retroviren umfassen eine große und komplexe Gruppe von Viren, zu denen auch die Aids auslösenden HI-Viren des Menschen gehören. Als Teil ihres Lebenszyklus müssen diese Viren ihr genetisches Material in das Genom des Wirtsorganismus kopieren. Gelegentlich kann es vorkommen, dass sich der genetische Code eines Retrovirus auch in die Keimzellen des Wirtes einschreibt. Damit wird dessen DNA auch an die folgenden Generationen übertragen und dauerhaft Teil des Erbguts. Das Genom des Menschen besteht bis zu acht Prozent aus diesen Kopien von Retroviren. Beim Menschen ist es jedoch sehr schwer, die Prozesse zu untersuchen, mit denen sich die Erbinformation der Retroviren in die Keimzellen schreibt. Das liegt daran, dass alle menschlichen Retroviren bereits vor Millionen von Jahren in das Erbgut der Menschen gelangt sind.

Einziger bisher bekannter invasiver Retrovirus


Um herauszufinden, wie Retroviren ihr Erbgut an Keimzellen von Wirtstiere weitergeben, haben sich die Wissenschaftler den australischen Koala ausgesucht, weil der Koala-Retrovirus derzeit der einzig bekannte Retrovirus bei Tieren ist, der in das Erbgut von Keimzellen eindringt und dort dauerhaft verbleibt. Während die Koalas im nördlichen Australien fast alle mit dem Koala-Retrovirus infiziert sind, fällt der Anteil der infizierten Koalas im Süden von Australien drastisch ab.

Die Wissenschaftler vermuteten deshalb anfangs, dass es sich bei dem Koala-Retrovirus eher um einen jungen Virus handelt. „Am Anfang der Studie sind wir davon ausgegangen, dass der Koala-Retrovirus erstmals vor ca. 200 Jahren auftrat", erklärt Alex Greenwood vom Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) in Berlin, Leiter der Forschungsgruppe. Als das Wissenschaftlerteam museale Koala-Häuten aus dem späten 19. und 20. Jahrhundert mithilfe einer DNA-Analyse untersuchte, erlebten sie eine Überraaschung. "Unsere Annahme war, dass der Koala-Retrovirus weniger verbreitet war, je weiter wir in der Zeit zurückgingen. Aber die Ergebnisse der Studie zeigten uns Hinweise darauf, dass der Koala Retrovirus schon uralt sein muss“, sagt der Forscher.


Virus-Einnistung schon früher als erwartet


Im Gegensatz zu ihren Erwartungen zeigte die älteste Museumsprobe, dass der Koala-Retrovirus bereits vor 120 Jahren auch im Norden Australiens weit verbreitet war. Darüber hinaus haben sich die Virus-Sequenzen innerhalb von einem Jahrhundert kaum verändert. Das deutet darauf hin, dass der Koala-Retrovirus die Koalas in Australien schon viel früher als bisher angenommen infiziert hat, aber innerhalb der Koalapopulation muss sich der Retrovirus sehr langsam verbreitet haben.

Greenwood stellt fest, dass „dies tatsächlich Sinn ergibt, da Koalas sehr sesshafte Tiere sind und es somit schwer vorstellbar ist, dass es der Koala-Retrovirus in nur 200 Jahren schafft, sich auf die gesamte australische Koalapopulation auszubreiten. Der Koala Retrovirus könnte mehrere tausend, wenn nicht sogar zehntausend Jahre alt sein, leider liegen uns keine älteren Proben vor.“

„Der Prozess, bei dem sich ein Retrovirus in das Erbgut von Keimzellen eines Wirtes schreibt, dauerte beim Koala sehr lange. Als Konsequenz leiden die Koalas über Generationen hinweg an den Folgeerscheinungen in Form von Krankheiten“, ergänzt Alfred Roca von der Universität Illinois in Urbana-Champaign, USA, einer der Autoren der Studie. In den heutigen Koalapopulationen steht der Koala-Retrovirus in engem Zusammenhang mit Krankheiten wie Chlamydien-Infektion oder Leukämie. Angesichts der Ähnlichkeit von genetischen Koala-Retrovirus-Sequenzen zwischen damaligen und heutigen Koalapopulationen kann man davon ausgehen, dass auch die damaligen Populationen an den entsprechenden Krankheiten gelitten haben.
(Forschungsverbund Berlin e.V., 24.09.2012 - NPO)
 
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