Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biowaffen der anderen Art

18.02.2009
Viele parasitische Wespen setzen Viren ein, um ihre Wirtsinsekten zu manipulieren.

Die Wespen selber werden dabei nicht infiziert, da sie die Viren im Laufe von Jahrmillionen "zähmen" konnten. Forschergruppen der Universitäten Bern und Tours haben der Evolution dieser einzigartigen Viren nachgespürt.

Parasitische Wespen sind höchst erfolgreich - sie sind mit etwa 100'000 bekannten Arten weit verbreitet. Sie entwickeln sich an oder in anderen Insekten, wobei die Parasitierung für den Wirt tödlich endet. Parasitische Wespen spielen deshalb eine grosse Rolle im biologischen Landbau, wo sie eingesetzt werden, um die Population ihrer Wirtsinsekten zu regulieren.

Um in einem anderen Insekt zu überleben, setzen parasitische Wespen einzigartige Tricks wie symbiotische Polydnaviren ein. Diese schützen einerseits die Wespenlarve vor dem Immunsystem der Wirtsraupe, beeinflussen aber auch Entwicklung und Stoffwechsel des Wirts zugunsten der Wespenlarve. Insektenforschende der Universität Tours und dem Berner Institut für Zellbiologie haben nun das "Ur-Virus" entdeckt, mit dem sich die Wespen vor etwa 100 Millionen Jahren angesteckt haben und das ihnen heute zur Fortpflanzung dient.

"Es handelt sich um ein einmaliges Beispiel, wo Viren durch Wespen so domestiziert wurden, dass sie genetische Information in den Wirt übertragen, die nur dem Überleben der Wespen dient", erklärt Prof. Beatrice Lanzrein vom Berner Institut für Zellbiologie. Die Resultate der Studie wurden im Wissenschaftsmagazin "Science" publiziert.

Wespe und Virus in Symbiose

Polydnaviren sind Teil eines einzigartigen biologischen Systems, das aus der parasitischen Wespe, dem symbiotischen Virus und einem Wirtsinsekt besteht. Die genetische Information des Virus ist dabei in das Erbgut der Wespe eingebaut. Es wird nur in einem Zelltyp des Eierstocks der Wespe vermehrt und in Viruspartikel verpackt. Von dort gelangen die Viren in den Eileiter. Bei der Eiablage der Wespe werden die Viren zusammen mit Gift und dem Wespenei in den Wirt injiziert.

Das Virus infiziert Zellen des Wirtsinsekts ? meist eine Raupe. Die Infektion führt aber nicht zur Verbreitung des Virus, sondern beeinflusst Immunsystem und Stoffwechsel der Raupe. So wird einerseits das Immunsystem der Raupe manipuliert; es kann das Wespenei nicht zerstören, wodurch sich die Wespenlarve in der Raupe voll entwickeln kann. Zugleich exprimiert das Virus Gene, die die Entwicklung und den Stoffwechsel der Raupe zugunsten des Wachstums der Wespenlarve beeinflussen. So haben die Wespenlarve und das Virus eine symbiotische Beziehung.

Polydnaviren findet man in Vertretern von zwei Familien von parasitischen Wespen, den Schlupfwespen (Ichneumonidae) und den Brackwespen (Braconidae). Aufgrund von stammesgeschichtlicher Untersuchungen war bekannt, dass Polydnaviren-übertragende Brackwespen eine Gruppe mit 17'500 Arten von einheitlicher Abstammung bilden.

Berechnungen zeigten, dass die Verbindung mit dem Vorläufervirus vor etwa 100 Millionen Jahren erfolgt sein musste. Es war aber bisher unklar, was das für ein Virus gewesen sein könnte. Es wurde sogar in Frage gestellt, ob es sich überhaupt um Viren handelt oder um "genetische Sekretionen" der Wespe.

Gezieltes Platzieren von Genen

Die Untersuchung der Boten-RNS (Ribonukleinsäure, die als Matrize zur Bildung von Proteinen dient) am Produktionsort der Polydnaviren, dem Eierstock der Wespe, half das Rätsel der Herkunft dieser Viren zu lüften. Die Forschenden um Beatrice Lanzrein vom Berner Institut für Zellbiologie und um Jean-Michel Drezen der Universität Tours untersuchten zwei stammesgeschichtlich weit entfernte Polydnaviren-übertragende Brackwespen.

Sie verglichen die Boten-RNS der zwei Arten untereinander und mit bekannten Daten über Viren. Die Befunde weisen darauf hin, dass die "Urwespe" ein Nudivirus-ähnliches Virus aufgenommen hatte. Nudiviren sind noch wenig erforschte Viren von Wirbellosen. Im Verlauf der Evolution wurden die Gene für die Herstellung der Viruspartikel nicht mehr in die Viren verpackt. Stattdessen wurden Gene platziert, die für das Überleben der Wespenlarve wichtig sind.

Je nach Art und Lebensweise der verschiedenen Wespen findet man entsprechend sehr unterschiedliche Gene in den Viruspartikeln. "Das gezielte Platzieren von Genen in einem anderen Organismus ist beispielsweise das Ziel von Gentherapien; wir können von parasitischen Wespen also sehr viel lernen", so Beatrice Lanzrein.

Quellenangabe:
Bézier et al.: Polydnaviruses of Braconid Wasps Derive from an Ancestral Nudivirus, Science 13. Februar, Vol. 323. no. 5916, pp. 926 - 930

DOI: 10.1126/science.1166788

Nathalie Matter | idw
Weitere Informationen:
http://w.unibe.ch
http://www.kommunikation.unibe.ch/content/medien/medienmitteilungen/news/2009
http://www.izb.unibe.ch/res/lanzrein/index.php

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur
17.08.2017 | Deutsches Krebsforschungszentrum

nachricht Magenkrebs: Auch Bakterien können Auslöser sein
17.08.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

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...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

17.08.2017 | Physik Astronomie

Fake News finden und bekämpfen

17.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Effizienz steigern, Kosten senken!

17.08.2017 | Messenachrichten