Fund im Abwasser Forscher entdecken vier neue Riesenviren

Sind Riesenviren Lebewesen? Nach der Entdeckung von vier bislang unbekannten Exemplaren haben Forscher Zweifel. Sie halten die Viren für Partikel mit riesigem Genhunger.

Riesenvirus mit Gensequenzen von Wirtszellen
Ella Maru Studio/ DPA

Riesenvirus mit Gensequenzen von Wirtszellen


Riesenviren sind kaum erforscht. Die ersten Exemplare wurden erst im 21. Jahrhundert entdeckt. Nun könnte ein neuer Fund wichtige Informationen über die rätselhaften Partikel liefern - und die Frage klären, ob es sich bei ihnen womöglich um Lebewesen handelt.

Forscher um Frederik Schulz und Tanja Woyke vom Joint Genome Institute in Walnut Creek (US-Staat Kalifornien) spürten gleich vier neue Riesenviren auf. Die Entdeckung begann mit einem Zufallsfund.

Bei einem anderen Projekt hatten die Wissenschaftler Erbgut von Mikroorganismen aus dem Abwasser eines Klärwerks im österreichischen Klosterneuburg untersucht. Dabei stießen Schulz und Woyke auf die Erbgutsequenzen eines zuvor unbekannten Riesenvirus, das den Namen Klosneuvirus erhielt, wie die Forscher im Fachmagazin "Science" berichten.

Das Klosneuvirus besitzt ein Erbgut von 1,57 Millionen Basenpaaren Länge, darunter mehrere Gene, die typischerweise in höheren Lebewesen vorkommen. Viele zelluläre Organismen verfügen über weitaus weniger Erbgut. Ist das der Beleg dafür, dass Riesenviren echte Lebewesen sind und nicht als schlichte Partikel durchgehen können?

Exzessiv Genmaterial angehäuft

Von wegen: Nachdem sie die Erbgutsubstanzen im Abwasser entdeckt hatten, suchten die Forscher in einer Abwasserprobe nach dazu passenden Viren und stießen auf ein Exemplar mit einem Durchmesser von 300 Nanometern (Millionstel Millimetern). "Sollte dieser Partikel tatsächlich Klosneuvirus darstellen, dann wäre das Klosneuvirus eines der kleineren Riesenviren", sagt Schulz.

Schließlich glichen die Wissenschaftler die gefundene Erbgutfolge mit der Gesamtheit des Genoms von 7000 Umweltproben ab. Dabei stießen sie auf drei weitere, eng verwandte Viren:

  • Indivirus mit 860.000 Basenpaaren,
  • Hokovirus mit 1,33 Millionen Basenpaaren und
  • Catovirus mit 1,53 Millionen Basenpaaren.
  • Laut einer Analyse der Verwandtschaftsverhältnisse der Partikel stammen diese eher nicht von einem zellulären, deutlich komplexeren Urahn oder einer unbekannten, bereits ausgestorbenen Organismengruppe ab, wie von einigen Experten angenommen. Stattdessen entstanden sie laut den Forschern wahrscheinlich aus kleinen Viren, die exzessiv Genmaterial ihrer Wirte anhäuften.

    Zu den Wirten von Riesenviren zählen Amöben und Algen. Das in Österreich aufgespürte Klosneuvirus will man nun im Labor kultivieren, um seine Lebensweise zu untersuchen.

    Riesenviren sind auch nur Viren

    Das Ergebnis der Forscher passt zu der bisherigen Einordnung kleinerer Viren. Diese gelten als infektiöse Partikel - für Lebewesen halten sie die meisten Virologen nicht. Ein Grund dafür ist, dass Viren nicht eigenständig überleben können, sondern ihr Erbgut in fremde Zellen einschleusen, um sich zu vermehren. Doch die bemerkenswerten Eigenschaften der bereits in den vergangenen Jahren entdeckten Riesenviren ließen manche Forscher an der Einordnung zweifeln.

    Einen der größten Vertreter der Megaviren hielten Forscher zunächst für ein Bakterium. Das verschaffte ihm den Ruf als "mimicking microbe", und den Namen Mimivirus. Bisher seien etwa 60 verschiedene Riesenviren bekannt, die sieben bis acht Hauptlinien angehörten, sagt Schulz. Über ihren bevorzugten Wirt wisse man aber häufig noch nichts.

    Das Genom der Riesenviren kann Baupläne für Proteine enthalten, die als typisch für zelluläre Organismen gelten - und die etwa für eine eigenständige Vermehrung bedeutsam sind. Im Fall der beschriebenen Klosneuviren ist das zum Beispiel eine umfangreiche Maschinerie, die in Lebewesen an der Umsetzung von Erbgutinformationen in verschiedene Proteine in den Zellen beteiligt ist.

    Das bisher größte bekannte Riesenvirus ist das Pithovirus mit 1500 Nanometern Durchmesser. Es verfügt aber nur über ein Erbgut von 600.000 Basenpaaren. "Zwischen Erbgutmenge und Größe besteht bei den Riesenviren keine enge Korrelation", sagt Woyke.

    brt/dpa



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    karlm99 07.04.2017
    1. Ist ein
    Virus nun eine Lebensform oder nicht? Das ist eine wirklich interessante Frage.
    der.tommy 07.04.2017
    2. @karlm99
    Nein. Steht auch im Artikel und lässt sich überall nachlesen. Wesentlich für ein Lebenswesen ist die Eigenschaft, sich im Prinzip vermehren zu können und das eigenständig ohne Wirt. Darunter fällt auch die Fortpflanzung beim Menschen. Vielleicht sollte man die Definition auf die Fähigkeit zur Zellteilung erweitern. Das können Viren ohne Worte schließlich auch nicht. Sie können Lebewesen auch über einen eigenständigen Stoffwechsel definieren. Auch das können Viren nicht vollbringen.
    permissiveactionlink 07.04.2017
    3. #2, der.tommy
    Sie haben völlig recht, Viren gelten in der Biologie nicht als Lebewesen. Es handelt sich vielmehr um Pakete mit Erbinformation, RNA oder DNA, einzelsträngig oder doppelsträngig, mit einer Proteinhülle (und manchmal einer Lipidmembran wie beim Pockenvirus) umgeben. Viren haben aber keinen funktionierenden Stoffwechsel. Und deshalb sind sie aus Mangel an Enzymen, Transportproteinen, Ribosomen usw. weder in der Lage, einen eigenen Energiestoffwechsel zu betreiben, noch dazu, die Grundbausteine für eine DNA- oder RNA-Replikation herzustellen. Viren sind nichts anderes als die biologische Variante eines Kettenbriefes, der im Idealfall immer wieder neue Adressaten findet. Allerdings ist Ihr Hinweis auf das Leben in Verbindung mit einem (autonomen) Stoffwechsel mit Vorsicht zu genießen : Manche intrazellulären Bakterien, Pilze und Protozoen sind nur noch in einer geeigneten Wirtszelle überlebensfähig. Dazu zählen Chlamydien, Ureaplasmen, Mycoplasmen, Rickettsien, Coxiella burnetti, Mycobacterium leprae, der Pilz Pneumocystis jirovenii, sowie die Protozoen Plasmodium ssp., Toxoplasma gondii, Cryptosporidium parvum, Trypanosoma cruzi und Leishmania ssp.. Lebewesen besitzen immer einen Stoffwechsel. Für die Einordnung als Lebewesen ist er zwingend notwendig, für das autonome Leben selbst aber bisweilen nicht hinreichend !
    brucewillisdoesit 07.04.2017
    4. nope
    Zitat von karlm99Virus nun eine Lebensform oder nicht? Das ist eine wirklich interessante Frage.
    Äh, nein. Das hängt damit Zusammen, das es per Definition Eigenschaften gibt, die ein Objekt zeigen muss, um als lebendig charakterisiert zu werden. Dazu gehört vor allem Stoffwechsel, den Viren (außerhalb lebender Zellen) nicht zeigen. Man kann (und tut es auch) nun spekulieren, daß Viren allerdings innerhalb einer Wirtszelle als lebendig einzustufen sind, und außerhalb der Wirtszelle nicht, allerdings schließt sich kaum ein Virologe dieser zumindest nicht vollständig unsinnigen Argumentation an. Ist auch verständlich, denn ansonsten müßten ja z.B. auch Transposons und IS Sequenzen ggf. als Lebewesen charakterisiert werden. Irgendwo muss man eine Grenzen ziehen, und das macht man halt (sinnvollerweise) bei Viren, so daß Viren in der Tat grundsätzlich nicht als Lebensform anzusehen sind. Ob sie nun etwas etwas größer oder kleiner sind, spielt da überhaupt keine Rolle. Noch 2 kleine Anmerkungen: 1) ist den meisten zwar nicht bewußt, aber echte Viren und Computerviren haben unglaublich viele Gemeinsamkeiten. Das ist nicht nur eine oberflächliche, an den Haaren herbeigezogee Analogie, denn letztendlich sind beides nichts anderes als autonom replizierende Informationseinheiten, nur sind die einen physikalisch real und die anderen rein virtuell. Sollte man Viren also als Lebewesen characterisieren, so hätten wir bereits künstliches Leben geschaffen. Davon sind wir (trotz Venter's Mycoplasma Genitalium) aber noch ein riesiges Stück weg 2) Eine kleine Denksport Aufgabe: Ist Feuer ein Lebewesen ? Es vermehrt sich z.B. eigenständig (siehe Waldbrände) und zeigt echten Stoffwechsel. Und was lernen wir daraus ? Nicht alles, was auf den erste Blick einige Kennzeichen des lebendigen zeigt, ist auch wirklich lebendig.
    brucewillisdoesit 07.04.2017
    5. nicht als alleiniges akriterium
    Zitat von der.tommyNein. Steht auch im Artikel und lässt sich überall nachlesen. Wesentlich für ein Lebenswesen ist die Eigenschaft, sich im Prinzip vermehren zu können und das eigenständig ohne Wirt. Darunter fällt auch die Fortpflanzung beim Menschen. Vielleicht sollte man die Definition auf die Fähigkeit zur Zellteilung erweitern. Das können Viren ohne Worte schließlich auch nicht. Sie können Lebewesen auch über einen eigenständigen Stoffwechsel definieren. Auch das können Viren nicht vollbringen.
    Das mit dem "eigenständig ohne Wirt fortpflanzen" ist als alleiniges Kriterium problematisch, denn dann wären z.B. Rickettsien keine Lebewesen, und auch eine große Anzahl Parasiten (zu denen die Mehrzahl aller tierischen Spezies gehört) wären nach dieser Definition keine Lebewesen. Das fängt bei Bandwürmern an und hört bei Schlupfwespen noch lange nicht auf. Ich denke auch nicht, daß sich viele Biologen der Meinung anschließen würden, das z.B. Plasmodium falciparum kein Lebewesen sein.
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