Viren sind irgendwie noch seltsamer, als wir dachten. In einer kürzlich im letzten Monat veröffentlichten Studie sagen Wissenschaftler, sie hätten zwei neue Viren entdeckt, die die Maschinerie anderer bakterieninfizierender Viren kapern, um sich selbst zu replizieren. Einer dieser vampirischen Viren übernimmt sogar die Rolle, indem er scheinbar „beißt“ und sich an seinen Helfervirus klammert, sodass dieser gleichzeitig in die Bakterien eindringen kann.
Im einfachsten Sinne sind Viren winzige Pakete genetischen Materials, entweder DNA oder RNA. Das Hauptmerkmal von Viren ist, dass sie ohne die Hilfe anderer Organismen, deren Wirte von einzelligen Bakterien bis hin zu unseren Hautzellen reichen, nicht mehr aus sich selbst machen können. Oft ist dieser Prozess nicht gut für die Gesundheit des Wirts, weshalb Viren eine häufige Quelle menschlicher Krankheiten sind. Diese inhärent parasitäre Eigenschaft ist der Hauptgrund, warum Wissenschaftler weiter debattieren ob Viren als Lebensform betrachtet werden sollten.
Wie sich jedoch herausstellt, gibt es sogar solche größere Trittbrettfahrer da draußen in der mikrobiellen Welt. Satellitenviren verfügen über eine eigene charakteristische Proteinhülle (Kapsid genannt) und dringen normalerweise wie andere Viren in Zellen ein, benötigen jedoch ein weiteres Helfervirus, das dieselbe Zelle zusätzlich infiziert, um ihren Replikationsprozess tatsächlich zu starten. Und Satelliten-Nukleinsäuren nutzen zusätzlich Helfer, um sich das Kapsid und/oder den Schwanz zu bilden, der benötigt wird, um ihrer infizierten Zelle zu entkommen und sich weiter auszubreiten.
Wissenschaftler der University of Maryland, Baltimore County und anderswo sagen, sie hätten jetzt zwei neue Satellitenviren entdeckt, die offenbar einige einzigartige Eigenheiten aufweisen. Ihre Erkenntnisse waren veröffentlicht Ende letzten Monats im ISME Journal.
Dem Papier zufolge wurden die Viren in Bodenproben aus Missouri und Maryland gefunden. Es handelt sich offenbar um Satellitenviren von Bakteriophagen – bakterieninfizierenden Viren –, die es auf Arten von Bakteriophagen abgesehen haben Streptomyces Bakterien. Die Kombinationen aus Satellit und Helfer wurden als Mulch- bzw. Flayer-Phagensysteme bezeichnet.
Allein diese Entdeckung ist interessant, da es sich dabei um die ersten bekannten Satellitenviren handelt, die zur Replikation auf Bakteriophagen angewiesen sind (bislang wurden nur an sie gebundene Satellitennukleinsäuren gefunden). Aber es wird noch ausgefallener, da das Flayer-System anscheinend einige Viren-gegen-Virus-Knabberfunktionen aufweist.
Satelliten verfügen normalerweise über eigene Mittel, um unbemerkt in eine Zelle einzudringen und dort zu bleiben, während sie darauf warten, dass ein Helfervirus vorbeikommt. Oftmals bedeutet dies, dass sie sich in das Genom der Wirtszelle integrieren. Aber dem Flayer-Satelliten (MiniFlayer genannt) scheint diese Fähigkeit zu fehlen. Stattdessen verfügt es über einen eigenen Minischwanz, der sich am „Hals“ des Helfervirus (MindFlayer genannt) festsetzen kann. Bei den meisten MindFlayer-Phagen, die unter dem Mikroskop untersucht wurden, wurde ein fest an sie gebundener MiniFlayer gefunden, und sogar einige der freien Phagen zeigten Anzeichen von verirrten Fasern um die Basis ihres Schwanzes, fast wie „Bissspuren“, sagen die Forscher.
Basierend auf fotografischen Beweisen und dem Fehlen einer anderen plausiblen Erklärung glauben die Autoren, dass der MiniFlayer diese Bindung nutzt, um gleichzeitig mit seinem Helfer buchstäblich in den Wirt einzudringen – was eine weitere neue Entdeckung für diese Klasse von Viren wäre.
„Als ich es sah, dachte ich: ‚Ich kann das nicht glauben‘“, sagte der leitende Studienautor und UMBC-Biologe Tagide deCarvalho in einem Stellungnahme von der Universität freigegeben. „Niemand hat jemals gesehen, dass sich ein Bakteriophage – oder ein anderes Virus – an ein anderes Virus anheftet.“
Diese Entdeckungen wären, sofern sie von anderen Wissenschaftlern bestätigt werden, die neuesten, die unser noch begrenztes Wissen über Viren und ihre evolutionäre Reise erweitern würden. Und sie wären beinahe übersehen worden, da die erste Analyse der Phagenproben des Teams eine unbekannte genetische Sequenz als wahrscheinliche Kontamination identifizierte. Glücklicherweise konnten sie deCarvalho um Hilfe bitten, die es ihnen ermöglichte, die Proben mit einem Transmissionselektronenmikroskop genau zu betrachten. Die Autoren hoffen nun, dass sie und andere diese seltsamen viralen Passagiere weiter entdecken und besser verstehen können.
Mehr: Wissenschaftler finden über 300 „riesige“ Viren mit seltsamen Fähigkeiten