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 Klimawandel – die Tanne sticht Fichte und Buche aus
10.08.2017 | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

nachricht Feuerbrand bekämpfen und Salmonellen nachweisen
14.06.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

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: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

22.08.2017 | Physik Astronomie

Forscher beschreiben neuartigen Antikörper als möglichen Wirkstoff gegen Alzheimer

22.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Virus mit Eierschale

22.08.2017 | Biowissenschaften Chemie