Seit dem Ausbruch des RNA-Virus SARS-CoV2 (COVID-19), das eine gef\u00e4hrliche Lungenkrankheit ausl\u00f6sen kann, gibt es Interesse an grunds\u00e4tzlichen Fragen zu Viren. Was sind Viren? Wo haben sie ihren Ursprung? Werden sie sich weiter ver\u00e4ndern? Besteht unser Erbgut wirklich zu einem gro\u00dfen Teil aus eingefangenen Viren, wie von Evolutionsbiologen oft behauptet wird? Woher kommen die Reversen Transkriptasen? Diese Fragen waren bis vor kurzem sehr schwer zu beantworten, sowohl in einem Sch\u00f6pfungsrahmen als auch in einem Evolutionsrahmen. Seit etwa einem Jahrzehnt haben wir ein viel besseres Verst\u00e4ndnis.<\/p>\n
Viren sind Molekularparasiten. Viren sind nicht selbst\u00e4ndig lebensf\u00e4hig. Sie k\u00f6nnen sich nur vermehren, indem sie das Genom (=Erbgut) einer Wirtszelle \u201ehacken\u201c. Sie injizieren ihr Informationsmolek\u00fcl (DNA oder RNA) in die Wirtszelle und nutzen so deren genetische Maschinerie, um Kopien ihres eigenen Erbguts herzustellen und sich unter Ausnutzung des Translationsapparats (=molekulare Maschinen, die DNA \u00fcber mRNA in Proteine \u00fcbersetzen) zu vervielf\u00e4ltigen. Manchmal zerst\u00f6ren sie die Wirtszelle. Viren k\u00f6nnten nach evolution\u00e4ren Vorstellungen einfache Vorformen erster Lebewesen sein [1]. Obwohl diese Sichtweise nicht von allen Wissenschaftlern geteilt wird, ist es diejenige, die in Zeitungen und Zeitschriften popularisiert wird [2]. Da Viren aber ohne ihre Wirte nicht existieren k\u00f6nnen, d.h. nicht vermehrungsf\u00e4hig sind und daher als molekulare Parasiten angesehen werden m\u00fcssen, k\u00f6nnen sie nicht zuerst existiert haben, sondern m\u00fcssen nach ihren Wirten entstanden sein.<\/p>\n
In den letzten 10-20 Jahren wurden immer mehr Viren entdeckt. Heute sind mehrere tausend verschiedene Viren identifiziert. Fast alle sind f\u00fcr den Menschen harmlos. Wir verstehen erst seit kurzem, dass das Virom (die Gesamtheit der Bakteriophagen und Viren in einem Organismus) eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Anzahl und Arten von Bakterien in Organismen spielen [3]. Viren, die Bakterien nutzen, werden Bakteriophagen genannt; es gibt im Darmtrakt davon mehr als Bakterien. Es hat sich herausgestellt, dass Viren die Anzahl der Mikroben kontrollieren. Jedes Bakterium hat sogar seinen eigenen spezifischen Bakteriophagen! W\u00e4re das nicht der Fall, g\u00e4be es zu viel von einer Bakterienart, und das w\u00e4re f\u00fcr den Wirtsorganismus sch\u00e4dlich bis katastrophal. Auf dieser Ebene sind Viren also eine Art Regulierungssystem. Alles in der Biologie wird kontrolliert und reguliert. Manchmal auf eine Art und Weise, die wir \u00fcberhaupt nicht erwartet hatten oder noch nicht verstehen. Aus der Sicht der Sch\u00f6pfung ist anzunehmen, dass solche Viren als Regulatoren Bestandteil der Sch\u00f6pfung sind, um die Anzahl der Mikroorganismen im Gleichgewicht zu halten. Ein Argument f\u00fcr diese Einsch\u00e4tzung ist die erw\u00e4hnte Tatsache, dass die meisten bekannten Viren f\u00fcr Pflanzen, Tiere und den Menschen harmlos sind.<\/p>\n
Doch gibt es auch gute Gr\u00fcnde f\u00fcr die Sichtweise, dass nicht alle Viren erschaffen worden sind. Denn bekanntlich sind nicht alle harmlos. Einige sind erst vor kurzem entstanden, wie die RNA-Viren in Eukaryonten (=Lebewesen, die aus Zellen mit Zellkern bestehen) \u2013 insbesondere die in S\u00e4ugetieren und Menschen.<\/p>\n
Die Viren k\u00f6nnen in verschiedene Gruppierungen eingeteilt werden. So spricht man von DNA-Viren und RNA-Viren, deren Erbgut in Form von DNA bzw. RNA in den Viruspartikeln enthalten ist. Daneben kennt man Makroviren und Mikroviren. Mikroviren k\u00f6nnen entweder DNA- oder RNA-Viren sein. Makroviren sind immer DNA-Viren und lassen sich oft auf degenerierte Mikroorganismen zur\u00fcckf\u00fchren, wie z.B. das DNA-Virus \u201eMimivirus\u201c. Dieses hat ein Genom, das fast so gro\u00df ist wie das eines Bakteriums, und weitere Analysen ergaben, dass solche Viren wahrscheinlich von harmloses Bodenbakterien abstammen [4]. Durch den Einbau einiger viraler Gene, die f\u00fcr die H\u00fclle kodieren, sieht es wie ein riesiges Virus aus. (Anmerkung 1) Und da es enorm degeneriert ist, kann es nur noch als Parasit in einer Wirtszelle existieren und ist wie alle Viren nicht selbst\u00e4ndig lebensf\u00e4hig (s. o.). Inzwischen sind Dutzende solcher degenerierter Makroviren entdeckt worden. Einige der Makroviren enthalten mehr DNA als vom Genom der kleinsten Bakterien bekannt ist.<\/p>\n
Winzige RNA-Viren. Diese viel kleineren RNA-Viren haben nur wenige Gene (normalerweise nicht mehr als ein Dutzend), sind aber oft sehr gef\u00e4hrlich f\u00fcr den Menschen. Das Coronavirus COVID-19 (SARS-CoV2) ist ein solches RNA-Virus. Andere bekannte Beispiele sind das Grippevirus (Influenza-Virus) und HIV (das AIDS verursacht). Der Ursprung dieser Viren liegt noch nicht lange zur\u00fcck. Woher stammen sie? Sehr wahrscheinlich haben sie ihren Ursprung im Genom von Wirbeltieren. Sie entstehen hier aus genetischen Elementen, die fast genauso ausgestattet sind wie echte RNA-Viren: Endogene Retroviren (ERV). ERV machen etwa 8% des menschlichen Genoms aus. Manchmal verl\u00e4uft die Umlagerung der ERV (oder: \u201egag-pol-Elemente\u201c) fehlerhaft. Dadurch k\u00f6nnen RNA-Viren entstehen. Ein Beispiel ist ein RNA-Virus der V\u00f6gel, das Rous Sarcoma Virus (RSV) [5]. Dieses Virus verursacht eine Form von Krebs. Bei genauerem Hinsehen entpuppt sich das RSV-Virus als ein ERV, das dem Wirtsgenom ein kleines St\u00fcck zus\u00e4tzliches genetisches Material entnommen hat. Dieses kleine zus\u00e4tzliche St\u00fcck genetischen Materials ist eine Dom\u00e4ne (=Abschnitt) eines Proteins (SRC genannt), das ungebremst die Zellteilung ankurbelt. Und so entsteht in einem Schritt ein Onco-Virus, das Krebs ausl\u00f6st. W\u00e4hrend meiner Forschung an mehreren Universit\u00e4ten habe ich versucht, ein besseres Verst\u00e4ndnis der sogenannten endogenen Retroviren zu bekommen. Ich bin zu der Schlussfolgerung gekommen, dass sie keine \u00dcberbleibsel der RNA-Viren sind, sondern ein funktioneller Teil des Genoms. Meiner Meinung nach ist die g\u00e4ngige Meinung, dass die Genome von Tieren und auch das Genom des Menschen aus den \u00dcberresten von uralten RNA-Viren aufgebaut sind, falsch. H\u00f6chstwahrscheinlich ist es umgekehrt: RNA-Viren sind entgleiste \u201egag-pol-Elemente\u201c (normalerweise ERV genannt), biologische Werkzeuge, die mehrere wichtige biologische (Transport)-Funktionen erf\u00fcllen [6-8]. (Anmerkung 2)<\/p>\n
Was spricht daf\u00fcr, dass die g\u00e4ngige Meinung \u00fcber die Entstehung von RNA-Viren falsch ist? Ein starkes Argument ist das RNA-Virus-Paradoxon. Es besagt, dass nach der molekulargenetischen Phylogenie der RNA-Viren alle diese Viren, einschlie\u00dflich der oben erw\u00e4hnten ERV, nicht \u00e4lter als etwa 50.000 Jahre alt sein k\u00f6nnen [9]. Zudem gibt es die Beobachtung, dass Viren sich in ihrer Wirkung im Laufe der Zeit immer mehr abschw\u00e4chen durch genetische Entropie (Verlust von nutzbarer Information) und nicht gef\u00e4hrlicher werden [10]. Dar\u00fcber hinaus zeigen die Details in der Genetik von genauer bekannten RNA-Viren oft, dass ihr nat\u00fcrlicher Ursprung rekonstruiert und zur\u00fcckverfolgt werden kann. Und dies f\u00fchrt ihren Ursprung zur\u00fcck ins Genom der heutigen Wirte. Beispielsweise kann das oben erw\u00e4hnte RSV auf ein ERV plus einen Teil des SRC-Gens (ein Proto-Onco-Gen) im Genom des Vogels zur\u00fcckverfolgt werden. Es integrierte nur den On-Switch des Gens und so verwandelte es in ein Onco-Virus. Ebenso beobachteten wir eine kleine (menschen\u00e4hnliche) IL8-Sequenz beim HIV (RNA-Virus, das AIDS verursacht), die zum Eindringen in die menschlichen Immunzellen verwendet wird. Und das RNA-Virus, das Influenza (Grippe) verursacht, hat einen Teil des (menschen\u00e4hnlichen) Neuramidase-Gens integriert. RNA-Viren haben also sehr wahrscheinlich ihren Ursprung im Genom komplexerer Organismen, und zwar in ERV. Man kann die ERV mit einem von Menschen gemachtem selbstfahrendem Automobol vergleichen. Aufgrund eines Programmierfehlers kann es einen Menschen \u00fcberfahren und t\u00f6ten. Wenn keine Ma\u00dfnahmen ergriffen werden, um das Auto aus dem Verkehr zu ziehen, kann es immer wieder t\u00f6ten. Allerdings wurde das Auto sicherlich nicht mit der Absicht des T\u00f6tens hergestellt. Bei ERV ist das genau so. Sie k\u00f6nnen zu RNA-Viren werden, sind aber nicht so urspr\u00fcnglich entworfen worden.<\/p>\n
Es wird behauptet, dass manche RNA-Viren ein Enzym enthalten, das nur in RNA-Viren existiert: die Reverse Transkriptase (RT). Dieses Enzym wird dazu verwendet, das einzelstr\u00e4ngige RNA-Molek\u00fcl in DNA zu \u00fcbersetzen, damit es sich in das Wirtsgenom integrieren kann. Bei allen RNA-Viren wird die RT durch das so genannte \u201epol\u201c-Gen kodiert. Es codiert f\u00fcr ein Polyprotein, das in vier Enzyme gespalten wird: Protease (die die Spaltung vornimmt Anmerkung 3), RNase, Integrase und RT. Interessanterweise findet man das \u201epol\u201c-Gen nicht nur bei RNA-Viren, sondern auch in allen ERV (\u201egag-pol- Elemente\u201c). Dies ist der Grund, warum viele Evolutionsbiologen davon ausgehen, dass ERV die \u00dcberreste alter RNA-Virus-Invasionen ins Erbgut von Wirtsorganismen sind. Dennoch gibt es in den Genomen der h\u00f6heren Lebewesen mehrere RT-Enzyme, die in allen Genomen vorkommen. Es gibt Hunderttausende von RT-Genen im Genom, und zwar in ERV, die sehr \u00e4hnlich dem der RNA-Viren sind. Es gibt auch Hunderttausende von RT-Genen in LINEs (Long Interspersed Nucleotide Elements), transposon\u00e4hnliche genetische Elemente (= \u201espringende Gene\u201c), die die Genexpression (=Ablesung von Genen) und Zelldifferenzierung kontrollieren [6, 11]. Die in LINEs gefundenen RT unterscheiden sich von denen von ERV. Und es gibt TERT, ein RT, dass zur Verl\u00e4ngerung der Telomere (=Endst\u00fccke der Chromosomen) ben\u00f6tigt wird [12]. Es gibt also drei unterschiedliche RT-Enzyme im Genom. Die Behauptung, das Vorkommen von RT sei spezifisch f\u00fcr RNA-Viren, ist also falsch. RT-Gene werden \u00fcberall im Genom der h\u00f6heren Lebewesen vorgefunden; das ist ein weiteres starkes Argument daf\u00fcr, dass RNA-Viren ihren Ursprung im Genom haben. RNA-Viren sind also nicht die Sch\u00f6pfer des Genoms, wie man heutzutage oft behauptet, sondern Degenerationsprodukte des geschaffenen Genoms.<\/p>\n
Quellen<\/strong><\/p>\n [1] Villarreal LP (2005) Viruses and the Evolution of Life. Washington, DC: ASM Press, xv, 395 pp. http:\/\/www.loc.gov\/catdir\/toc\/ecip0419\/2004013977.html<\/p>\n [2] Aktuelles Beispiel: https:\/\/www.tagesspiegel.de\/wissen\/ursprung-des-lebens-am-anfang-war-das-virus\/11867530.html<\/p>\n [3] Francis JW, Ingle M & Wood TC (2018) Bacteriophages as beneficial regulators of the mammalian Microbiome. Proc. Int. Conf. Creationism 8, 152\u2013157.<\/p>\n [4] Raoult D et al. (2004) The 1.2-megabase genome sequence of Mimivirus. Science 306, 1344\u20131350.<\/p>\n [5] Terborg P (2009) The design of life: part 3 \u2013 an introduction to variation-inducing genetic elements. J. Creation 23, 99-106.<\/p>\n [6] Terborg P (2018) ERVs and LINEs \u2013 along novel lines of thinking. J. Creation 32, 8\u201311.<\/p>\n [7] Pastuzyn ED et al. (2018) The neuronal gene ARC encodes a repurposed retrotransposon gag protein that mediates intercellular RNA transfer. Cell 172, 275\u2013288.<\/p>\n [8] Ashley J et al. (2018) Retrovirus-like gag protein ARC1 binds RNA and traffics across synaptic boutons. Cell 172, 262\u2013274.<\/p>\n [9] Holmes EC (2003) Molecular clocks and the puzzle of RNA virus origins. J. Virology 77, 3893\u20133897.<\/p>\n [10] Carter RW & Sanford JC (2012) A new look at an old virus: patterns of mutation accumulation in the human H1N1 influenza virus since 1918. Theor. Biol. Med. Model. 9:42; doi: 10.1186\/1742-4682-9-42.<\/p>\n [11] Jachowicz JW et al. (2017) LINE-1 activation after fertilization regulates global chromatin accessibility in the early mouse embryo. Nature Genetics 49, 1502\u20131510.<\/p>\n [12] Sui X, Kong N, Wang Z & Pan H (2013) Epigenetic regulation of the human telomerase reverse transciptase gene: A potential therapeutic target for the treatment of leukemia (Review). Oncol. Lett. 6, 317\u2013322. Epub 2013 May 29.<\/p>\n Anmerkungen<\/strong><\/p>\n 1 Die viralen Gene, aus denen die H\u00fclle besteht, stammen wahrscheinlich von einem Virus, das sich in das Genom des Bakteriums integriert hat.<\/p>\n 2 Zu diesem Thema ist ein Artikel f\u00fcr die Herbstausgabe 2020 von Studium Integrale Journal geplant.<\/p>\n 3 Die pol-RNA wird sofort abgeschrieben und dadurch entsteht zuerst die Protease, die die andere Enzyme spaltet. Das Gen codiert f\u00fcr vier Proteine.<\/p>\n \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 ________________________________________<\/p>\n 3.4.2020<\/em><\/p>\n Ein Service von www.genesisnet.info.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Seit dem Ausbruch des RNA-Virus SARS-CoV2 (COVID-19), das eine gef\u00e4hrliche Lungenkrankheit ausl\u00f6sen kann, gibt es Interesse an grunds\u00e4tzlichen Fragen zu Viren. Was sind Viren? Wo haben sie ihren Ursprung? Werden sie sich weiter ver\u00e4ndern? Besteht unser Erbgut wirklich zu einem gro\u00dfen Teil aus eingefangenen Viren, wie von Evolutionsbiologen oft behauptet wird? Woher kommen die Reversen […]<\/p>\n","protected":false},"author":644,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[1,24],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.gemeindenetzwerk.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/17157"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.gemeindenetzwerk.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.gemeindenetzwerk.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gemeindenetzwerk.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/644"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gemeindenetzwerk.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=17157"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.gemeindenetzwerk.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/17157\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":17159,"href":"https:\/\/www.gemeindenetzwerk.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/17157\/revisions\/17159"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.gemeindenetzwerk.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=17157"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gemeindenetzwerk.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=17157"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gemeindenetzwerk.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=17157"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}