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22.10.2021

18.01.2021

Neue Virengruppe im Süßwasser entdeckt

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Viren zählen weltweit zu den am häufigsten vorkommenden biologischen Einheiten. Christopher Bellas und Ruben Sommaruga vom Institut für Ökologie haben im hochalpinen Gossenköllesee in Tirol eine neue Gruppe von Viren mit dem Namen "Polinton-ähnliche Viren" entdeckt. Durch die Untersuchung der vorhandenen Virus-DNA konnten sie unerwartet 80 neue Viren dieser Gruppe im See identifizieren.

Wissenschaftler der Uni Innsbruck haben die Genome der Viren entschlüsselt und konnten zeigen, dass Polinton-ähnliche Viren eine wichtige neue Virengruppe sind, die in Seen und Flüssen auf der ganzen Welt vorkommen. Christopher Bellas, Ruben Sommaruga und ihr Team konnten über 500 weitere Viren aus dieser Gruppe identifizieren. "Wir waren auf der Suche nach neuen Riesenviren im Gossenköllesee, fanden dort aber unerwartet viele Polinton-ähnliche Viren, die noch nie zuvor gefunden wurden", so Christopher Bellas.

"Die Biodiversität von unsichtbaren Mikroorganismen in alpinen Seen ist weitgehend unbekannt. Daher ist das Verständnis der Vielfalt von Viren wichtig, da sie die Sterblichkeit vieler mikrobielle Arten beeinflussen. In Zeiten neu auftauchender Viren, wie etwa dem neuen SARS-CoV-2, ist die Entdeckung neuer Gruppen nicht nur spannend, sondern wir können auch Strategien lernen, die Viren verwenden, um Infektionen zu verursachen", verdeutlicht Ruben Sommaruga. Noch ist allerdings unklar, wie sie sich diese Viren verhalten und teilweise, wen sie infizieren.

Virulentes Leben

Viren haben einen schlechten Ruf und werden häufig als Problem für die Menschen gesehen. "Weniger bekannt ist allerdings, dass Viren zu den häufigsten biologischen Einheiten auf dem Planeten zählen. In einem Teelöffel voll Fluss-, See- oder Meerwasser finden sich Millionen von Viren, die andere lebende Organismen infizieren. Die meisten sind für den Menschen völlig harmlos, denn sie infizieren mikroskopisch kleine Tiere, Pflanzen und Bakterien, die sie kapern und umprogrammieren, um neue Viruspartikel zu produzieren", erläutert Bellas.

Jeden Tag zerstören Viren eine riesige Anzahl von Mikroorganismen in der Umwelt, was den Energiefluss in Nahrungsnetzen auf globaler Ebene verändert. Die Entdeckung neuer Gruppen von Viren und das Verständnis, wie sie interagieren und ihre Wirte infizieren, ermöglicht es den Wissenschaftlern, ihre Rolle in der Umwelt besser zu verstehen. Um Viren im hochalpinen Gossenköllesee zu untersuchen, haben Bellas, Sommaruga und ihr Team eine Technik namens Metagenomik verwendet, mit der sie große Mengen an DNA aus dem Seewasser sequenziert haben, um zu ermitteln, welche Viren vorhanden sind und welche Organismen von ihnen infiziert werden könnten.

"Bei der rechnerischen Zusammensetzung der Virusgenome waren wir überrascht, so viele Viren, die sich von den bereits bekannten unterscheiden, zu entdecken. Daher waren sie auch sehr schwer zu identifizieren. Mit der neuen Kenntnis ihrer DNA-Sequenz konnten wir dann globale mikrobielle DNA-Datenbanken durchsuchen und zeigen, dass Polinton-ähnliche Viren in Flüssen und Seen auf der ganzen Welt vorkommen, und nicht nur in hochalpinen Seen", so Bellas. Aus der Analyse geht hervor, dass die Viren eine große Bandbreite an mikroskopisch kleinen eukaryotischen Organismen infizieren könnten, darunter auch reichlich vorhandene Algengruppen in Seen.

Forschende haben früher schon ähnliche DNA-Abschnitte in den Genomen, bekannt als "Polintons" vieler eukaryotischer Organismen, von mikroskopischen Organismen bis hin zu größeren Tieren, entdeckt. Bisher wurde allerdings vermutet, dass es sich dabei um ruhende Vieren handelt. "Unsere Ergebnisse zeigen, dass im Fall von Mikroorganismen die Polintons als freie Viren in Seen und Flüssen existieren, was bedeutet, dass sie wahrscheinlich eine Vielzahl von mikrobiellem Leben infizieren. Die Viren, die wir entdeckt haben, werden derzeit als 'Polinton-ähnliche Viren' bezeichnet, bis wir sie besser verstehen und kategorisieren können", erläutert der Ökologe.

Der Nachweis dieser Viren wirft viele weitere Fragen darüber auf, wie diese Viren mit ihren Wirten interagieren und warum sie so häufig vorkommen. "Wir hoffen, dass wir diese Viren in alpinen und anderen Seen weiter untersuchen können", schließen Christopher Bellas und Ruben Sommaruga.

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Quelle: Universität Innsbruck