Der Evolution von Viren auf der Spur

Im Rahmen der Initiative "Leben?" unterstützt die VolkswagenStiftung ein internationales Team bei ihrer Erforschung eines neuartigen virusähnlichen Elements mit 1 Million Euro.

Sampling
Susanne Erdmann bei der Probenentnahme an einem australischen Salzsee. (© Susanne Erdmann)

Die Entwicklung des Lebens ist eng mit der Entwicklung von Viren verbunden. Viren gelten nicht als Lebewesen. Sie stehen quasi an der Grenze des Lebens und sind für ihr Überleben auf andere Organismen, ihre Wirte, angewiesen. Doch Viren spielen eine Schlüsselrolle in der Evolution, da sie Gene zwischen Wirtszellen transportieren und so ihren Wirten neue genetische Eigenschaften verleihen können.

Das Wissen über den Ursprung und die Entwicklung von Viren steckt noch in den Kinderschuhen. Ein Team von Forschenden um Susanne Erdmann ist 2017 ‒ damals arbeitete sie an der University of New South Wales in Sydney, heute leitet sie die Max-Planck-Forschungsgruppe Archaea Virologie am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen ‒ einen großen Schritt weitergekommen: Sie fanden bahnbrechende Beweise für die "Zelluläre Ursprungs-Hypothese". 

Sea in the Antarctic
Im antarktischen Deep Lake wurden die virusähnlichen Elemente entdeckt. Der See ist so salzig, dass sein Wasser bis zu einer Temperatur von minus 20 Grad flüssig bleibt. (Foto: Rick Cavicchioli, University of New South Wales Sydney)

Labortests an virusähnlichen Element

Diese besagt, dass virale Genome ursprünglich als kleine Fragmente aus den Genomen ihrer Wirte herausgeschnitten wurden. Das Partikel, welches das Virusgenom umschließt und dessen effiziente Ausbreitung ermöglicht, ist demnach aus Membranvesikeln der Wirtszellen entstanden. Susanne Erdmann und ihr Team entdeckten in einem hypersalinen (also sehr salzigen) antarktischen See ein einzigartiges virusähnliches Element: Es ist in eine Struktur verpackt, die Membranvesikeln ähnelt und könnte ein evolutionärer Vorläufer moderner Viren sein. Damit böte es erstmalig die Möglichkeit für Labortests der "Zellulären Ursprungs-Hypothese".

Die weiteren Studien eines internationalen Teams um Susanne Erdmann werden nun von der VolkswagenStiftung unterstützt. Die Laufzeit des Projekts "A plasmid goes viral: Understanding the origin and evolution of viruses by studying a newly discovered virus-like element" beträgt drei Jahre. Im Rahmen der Initiative "Leben? – Ein neuer Blick der Naturwissenschaften auf die grundlegenden Prinzipien des Lebens" stehen dem Team insgesamt rund 1 Million Euro zur Verfügung, die an Erdmanns Gruppe am Bremer Max-Planck-Institut und ihre Kooperationspartner in Chile, Finnland und Israel gehen. 

Team arbeitet über Länder- und Fächergrenzen hinweg

"Unser internationales Team umfasst Fachleute aus der Virologie, Mikrobiologie, Zellbiologie, Genetik, Strukturbiologie und Biochemie. Wir wollen dieses neuartige Element im Detail untersuchen und seine Eigenschaften mit denen moderner Viren vergleichen. Das wird uns hoffentlich ermöglichen, seine Beziehung zu Viren und seine Rolle bei der Virusentwicklung aufzuklären", so Susanne Erdmann. "Etwa 270.000 Euro der Fördergelder verbleiben in Bremen. Das Wichtigste ist aber, dass Gelder an meine Kooperationspartner verteilt werden und deren Beitrag so unterstützt wird", so Erdmann weiter. "Für unsere Partner in Chile beispielsweise ist es das erste internationale Funding. Ohne diese Förderung könnte das Projekt so nicht realisiert werden." Erste Ergebnisse erhofft sich die Biologin schon Anfang nächsten Jahres.