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 Klimakiller Kuh: Methan-Ausstoß von Vieh könnte bis 2050 um über 70 Prozent steigen
27.03.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
27.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Clevere Folien voller Quantenpunkte

27.03.2017 | Materialwissenschaften

In einem Quantenrennen ist jeder Gewinner und Verlierer zugleich

27.03.2017 | Physik Astronomie

Klimakiller Kuh: Methan-Ausstoß von Vieh könnte bis 2050 um über 70 Prozent steigen

27.03.2017 | Biowissenschaften Chemie