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Auf der Suche nach Immunität gegenüber HIV analysieren Forscher Meerkatzen-Erbgut

20.10.2015

Eine Infektion mit dem HI-Virus (HIV) führt bei Menschen unbehandelt zum erworbenen Immundefektsyndrom, besser bekannt als AIDS. Das Vorläufer-Virus von HIV tritt bei afrikanischen Affen auf, führt dort meist jedoch nicht zu schweren Erkrankungen. Was haben die Tiere den Menschen voraus und was lässt sich daraus eventuell für die Medizin lernen? Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, hat ein internationales Forscherteam das Genom der Äthiopischen Grünmeerkatze entschlüsselt. Beteiligt waren auch Forscher der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster.

Von einer Tierinfektion zur globalen Geißel: Seit den frühen 1980er Jahren hat das Humane Immundefizienz-Virus (HIV) rund 39 Millionen Menschenleben gefordert. Unbehandelt führt HIV zum erworbenen Immundefektsyndrom, besser bekannt als AIDS: Betroffene sterben wegen ihres geschwächten Immunsystems häufig an sonst harmlosen Infektionen.


Dr. Angela Noll, Privatdozent Dr. Jürgen Schmitz und Dr. Gennady Churakov (v.l.) bilden das münstersche Team des Meerkatzen-Projektes (Fotomontage)

Originalfoto: privat; Primatenzeichnung: Jon Baldur Hlioberg

Bei den meisten afrikanischen Affen führt das Vorläufervirus nicht zu schweren Erkrankungen. Was haben die Tiere den Menschen voraus und was lässt sich daraus eventuell für die Medizin lernen? Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, hat ein internationales Forscherteam das Genom der Äthiopischen Grünmeerkatze entschlüsselt – beteiligt waren auch Forscher der Universität Münster.

Dass der Ursprung des HI-Virus beim Affen liegt, konnten Wissenschaftler vor zehn Jahren nachweisen. Wahrscheinlich steckten sich Menschen in Afrika vor etwa 100 Jahren erstmals durch den Verzehr von infiziertem Schimpansenfleisch mit SIV an, dem Simianen Immundefizienz-Virus und Vorläufer des HI-Virus.

Die Betrachtung unterschiedlicher SIV-Stämme und Berechnungen auf Grundlage der Mutationsrate zeigten: Afrikanische Primaten tragen das Virus bereits seit 32.000 bis 78.000 Jahren in sich. „Seit zehntausenden Jahren passen sich Wirt und Parasit einander an“, sagt Privatdozent Dr. Jürgen Schmitz vom Institut für Experimentelle Pathologie. „Wegen dieser erfolgreichen Koevolution führt SIV bei den meisten Primaten nicht zur Immundefizienz.“

Die Hoffnung der Wissenschaftler: Wenn sie die Prozesse einer erfolgreichen Wirt-Parasit-Koevolution besser verstehen, könnte das helfen, die schädlichen Wechselwirkungen beim Menschen nachzuvollziehen – und damit zu den Grundlagen neuer Therapien beitragen.

Unter Leitung von Dr. Wesley Warren vom McDonnell Genome Institute Washington sequenzierten sie das Erbgut eines Modellorganismus: Die Äthiopische Grünmeerkatze (Chlorocebus aethiops sabaeus) ist die häufigste natürlich vorkommende Wirtsspezies von SIV – und gänzlich immun dagegen. Das entschlüsselte Genom und die erste Analyse schaffen daher nun eine wichtige Grundlage, um die Virus-Immunität in Primaten zu verstehen.

Das Team um Schmitz, bestehend aus Forschern aus dem Institut für Experimentelle Pathologie sowie dem Institut für Evolution und Biodiversität, suchte im Meerkatzenerbgut nach Spuren von springenden Genen, fachsprachlich Transposons – das sind DNA-Abschnitte, die ihre Position und Anzahl im Genom verändern können.

Die Forscher fanden heraus, dass mindestens 48 Prozent der gesamten Erbsubstanz aus springenden Genen entstanden sind. Weil Transposons besonders stark zur Neukombination von genetischen Merkmalen beitragen, spielen sie mutmaßlich eine wichtige Rolle in der Evolution der Grünmeerkatze. Die Ergebnisse des Genomprojekts wurden nun in der Onlineausgabe des renommierten Journals „Genome Research“ publiziert und werden ab November auch in der gedruckten Version zu lesen sein.

Redaktion:

Dr. Thomas Bauer
Referent für Forschung und Lehre
Medizinische Fakultät der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

Telefon: 0251 83-58937
E-Mail: thbauer@uni-muenster.de

Originalpublikation:

Warren, Wesley C. et al (2015): The genome of the vervet (Chlorocebus aethiops sabaeus). In: Genome Research, online publiziert am 16. September 2015. doi: 10.1101/gr.192922.115

Weitere Informationen:

http://genome.cshlp.org/content/early/2015/09/16/gr.192922.115 Link zur Originalpublikation

Dr. Christina Heimken | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Evolution Genom Genome Research HI-Virus HIV Immundefizienz-Virus Immunität SIV Transposons

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