Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf den Hund gekommen - Neue Erkenntnisse über das Staupevirus

12.12.2012
Bisher ging man davon aus, dass der Staupevirus zuerst bei Haushunden auftrat und dann auf Wildtiere übergesprungen ist. Neue Erkenntnisse zeigen, dass es auch andersherum sein kann.

Dies fand eine internationale Forschungsgruppe aus Deutschland, Kanada und den USA heraus, die den „Schlüssel-Schloss“-Mechanismus des Staupevirus untersucht hat, mit dem sich der Erreger Zugang zur Wirtszelle verschafft.

Dabei gelang erstmals der Nachweis, dass sich neben einer generalisierten Form des Virus, die Wild- und Haustiere befällt, eine weitere Form entwickelt hat, die auf den Haushund spezialisiert ist. Die Ergebnisse der aktuellen Studie wurden im Online-Fachjournal PLOS ONE veröffentlicht.

Bereits bekannt ist, dass sich das Staupevirus afrikanischer Löwen von dem der Haushunde unterscheidet. In einer Versuchsreihe wurden die beiden unterschiedlichen Staupevirus-Stämme von Hund und Löwe in Zellkulturen verschiedener domestizierter Hunderassen sowie von Wild- und Haustieren eingebracht. Untersucht wurde unter anderem das erfolgreiche Eindringen des Virus in die Wirtszellen und seine Vervielfältigung.

Die von Wildtieren stammende Form des Virus schnitt in allen Kulturen etwa gleich gut ab. Das beim Haushund auftauchende Virus erzielte jedoch in Kulturen von Hundezellen wesentlich bessere Zugriffs- und Vermehrungsraten. Wie lässt sich das erklären?

Es bedeutet, dass das Staupevirus von Wildtieren „generalisierte“ Merkmale besitzt, es hat die Möglichkeit, viele verschiedene Wild- und Haustierarten zu infizieren. Das Virus des Haushundes hingegen besitzt „spezialisierte“ Eigenschaften, es hat sich im Laufe der Evolution auf den Hund spezialisiert und einen Schlüssel entwickelt, der in die Zellen von Haushunden passt.

„Sich mit dem richtigen ‚Schlüssel‘ Zutritt zu den Wirtszellen zu verschaffen, spielt bei der erfolgreichen Ansteckung eines Wirts eine entscheidende Rolle“, so Veljko Nikolin vom Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW).

Das Wissenschaftlerteam untersuchte die molekularen Grundlagen des „Schlüssel-Schloss“-Prinzips am Staupevirus. Das Virus produziert ein Protein („Hämagglutinin“) als Schlüssel, das passgenau an ein Schloss (Rezeptor „aktives lymphozytisches Signalmolekül“) in der Wirtszelle andockt und somit dem Virus das Eindringen in die Wirtszelle ermöglicht.

Die WissenschaftlerInnen konnten nachweisen, dass sich die Zell-Rezeptoren (Schloss) von Haushunden und Wildtieren stark unterscheiden. Der „Schlüssel“ des Virus ist auf das „Schloss“ der Wirtszelle abgestimmt. „Da der Aufbau des ‚Schlosses‘ der Wirtszelle bei Haushunden und ihren nahen Verwandten deutlich von dem anderer Raubtiere abweicht, erwarteten wir, dass der ‚Schlüssel‘, mit dem sich die verschiedenen Virusstämme in die jeweiligen Wirtszellen einschleusen, ebenfalls Variationen aufwies. Die Erwartungen trafen zu. Viren passen sich kontinuierlich an, um ihre Fähigkeit zu verbessern um verschiedene Wirte zu infizieren”, kommentiert Klaus Osterrieder von der Freien Universität Berlin die Ergebnisse der Studie.

Im Andockprotein eines Staupevirusstamms vom Haushund tauschte das Forscherteam als Experiment die Aminosäure „Tyrosin“ gegen die im Staupevirus von Wildtieren vorkommende Aminosäure „Histidin“ aus. Dies führte dazu, dass sich die Zugriffsfähigkeit und die Vermehrungsrate des Hundestaupevirus in den Zellen von Wildtieren erhöhten. Der veränderte Hundestaupevirus-Stamm bildete somit „generalisierte“ Merkmale aus. In dieser Form besitzt das Virus die Fähigkeit, sich auf verschiedene Wildtierarten auszubreiten. Er ist nicht mehr nur auf eine einzige Wirtsart, den Haushund, spezialisiert.

Die aktuelle Studie lässt Rückschlüsse auf die gemeinsame Evolution von Staupeviren und ihren Raubtierwirten zu. „Allgemein wurde angenommen, dass Staupe erst in Haushunden auftrat und dann auf wilde Raubtiere übersprang“ erklärt IZW Wissenschaftlerin Marion East, die Leiterin der Studie. „Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass das Staupevirus ursprünglich ein generalisiertes Virus in wilden Raubtieren war und sich erst später mit der Entwicklung der Menschheit und der gewaltigen Expansion des Bestandes an Haushunden spezialisierte Stämme bildeten.“ Der große Bestand des Haushundes begünstigte also die Evolution spezialisierter Virusstämme.

„Die neuen Erkenntnisse tragen maßgeblich zum Wissen über die Verbreitung vom Hunde-Staupevirus bei. Sie liefern einen Nachweis über die verschiedenen Formen des Virus mit seinen generalisierenden und spezialisierenden Merkmalen. Dabei wurde der zugrundeliegende Mechanismus ausfindig gemacht. Aus den Ergebnissen geht auch hervor, dass die Spezialisierung des Virus auf den Haushund dazu führt, dass das Hunde-Staupevirus bei Wild- und anderen Haustieren weniger erfolgreich ist. Das Hunde-Staupevirus geht bei der Spezialisierung einen Kompromiss ein, weil es die Fähigkeit verliert, andere Wirte zu infizieren", erklärt East.

Der Hundestaupevirus ist eine Erkrankung, die trotz wirksamer Impfstoffe regelmäßig weltweit bei Haushunden auftritt. Auch bei verschiedenen fleischfressenden Wildtieren, in freier Natur und in menschlicher Obhut lebend, wurde das Hunde-Staupevirus gefunden. Eine Erkrankung mit dem Hunde-Staupevirus äußert sich besonders durch neurologische Störungen, Schnupfen, hohes Fieber, Abgeschlagenheit und Durchfall.

Publikation:
Nikolin VM, Osterrieder N, von Messling V, Hofer H, Anderson D, Dubovi E, Brunner E, East ML (2012): Antagonistic pleiotropy and fitness trade-offs reveal specialist and generalist traits in strains of canine distemper virus. PLoS ONE.
Kontakt:
Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW)
im Forschungsverbund Berlin e. V.
Alfred-Kowalke-Str. 17
10315 Berlin
Dr. Marion East, +49 30 5168 512, east@izw-berlin.de
Steven Seet, +49 30 5168 125, seet@izw-berlin.de

Gesine Wiemer | Forschungsverbund Berlin e.V.
Weitere Informationen:
http://www.izw-berlin.de/
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0050955

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Warum pflanzt man Bäume auf dem Acker?
29.11.2017 | Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde

nachricht Maisschädling schlägt Mais mit dessen eigenen Waffen
27.11.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Im Focus: Towards data storage at the single molecule level

The miniaturization of the current technology of storage media is hindered by fundamental limits of quantum mechanics. A new approach consists in using so-called spin-crossover molecules as the smallest possible storage unit. Similar to normal hard drives, these special molecules can save information via their magnetic state. A research team from Kiel University has now managed to successfully place a new class of spin-crossover molecules onto a surface and to improve the molecule’s storage capacity. The storage density of conventional hard drives could therefore theoretically be increased by more than one hundred fold. The study has been published in the scientific journal Nano Letters.

Over the past few years, the building blocks of storage media have gotten ever smaller. But further miniaturization of the current technology is hindered by...

Im Focus: Successful Mechanical Testing of Nanowires

With innovative experiments, researchers at the Helmholtz-Zentrums Geesthacht and the Technical University Hamburg unravel why tiny metallic structures are extremely strong

Light-weight and simultaneously strong – porous metallic nanomaterials promise interesting applications as, for instance, for future aeroplanes with enhanced...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Papstar entscheidet sich für tisoware

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

Natürliches Radongas – zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

„Spionieren“ der versteckten Geometrie komplexer Netzwerke mit Hilfe von Maschinenintelligenz

08.12.2017 | Biowissenschaften Chemie