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Erbgut aller Gibbon-Leukämieviren entschlüsselt

DNA-MethylierungErbgutmarkierung sagt Sterblichkeit voraus

DNA-Methylierung (© Schuster, DKFZ)

Methylmarkierungen am Erbgut regulieren die Aktivität unserer Gene und haben damit großen Einfluss auf Gesundheit und Krankheit.

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Gibbon-LeukämievirusErbgut aller Virenstämme vollständig entschlüsselt

Berliner Wissenschaftler haben das komplette Erbgut aller fünf bekannten Stämme des Gibbon-Affen-Leukämievirus (GALV) entschlüsselt. Die Forscher zeigen, dass Teile der Virengenome durch Selektion geformt wurden. Dies geschah höchstwahrscheinlich in Folge der Selektion durch das Immunsystem der Wirte.

Gibbon

GALV sind krankheitsauslösende Erreger, die beispielsweise Leukämie (und andere hämatopoetische Neoplasien) verursachen. Bisher wurden diese Erreger nur bei in Gefangenschaft lebenden Primaten isoliert. In der biomedizinischen Forschung werden die Gibbon-Affen-Leukämieviren bei der Bekämpfung von Krebs eingesetzt. Die vollständige Sequenzierung der Virengenome und die Aufklärung ihrer Evolution helfen dabei, ihre Verwendung als virale Vektoren (gezielt veränderte Viruspartikel) zu verbessern. Die Forschungsergebnisse wurden im Fachmagazin „Journal of Virology“ veröffentlicht.

Die GALVs gehören zu den wichtigsten retrovirale Vektoren aufgrund ihrer Verwendung im Gentransfer und in der Gentherapie von Krebs. Trotz ihrer herausragenden biomedizinischen Bedeutung blieb die Bestimmung der gesamten Genome von allen fünf identifizierten Stämmen bis jetzt unaufgeklärt. Auch die Evolutionsgeschichte wurde erst jetzt beschrieben.

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Wissenschaftler des Berliner Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) haben das Erbgut aller fünf bekannten GALV-Stämme vollständig entschlüsselt. Dabei kamen die Methoden der gezielten Anreicherung von DNA und die Hoch-Durchsatz-Sequenzierung zum Einsatz.

Weitere Beiträge zuGenomikVirenRetroviren

Bisher wurden GALVs nur von in Gefangenschaft lebenden Primaten, in erster Linie Gibbon-Affen, isoliert. Und dass, obwohl man stark annimmt, dass sich der ursprüngliche Wirt unter den Nagetieren oder Fledermäusen befindet.

Die Erforschung der Stammesgeschichte anhand einer neu erzeugten Genomsequenz der GALVs ergab, dass vier der von Gibbons isolierten Virenstämme in enger Verwandtschaft zum Wollaffenvirus stehen. Der Wollaffenvirus stammt wahrscheinlich von einem Gibbon.

Insgesamt bilden die GALVs eine Schwestergruppe der bekannten Koala-Retroviren (KoRVs). Die ausführliche Untersuchung der Evolutionsgeschichte von GALV ergab, dass GALV und KoRV einen selektiven Druck auf Proteine des Wirtes ausüben. Dass lässt vermuten, dass das Immunsystem des Wirtes die Viren zwingt sich anzupassen. Interessant ist, dass diese Selektionsdrücke besonders bei krankheitsauslösenden Viren auftreten. Dabei handelt es sich um onkogene GALV-Stämme und um exogene KoRV-Stämme.

GALV gehört zu der großen Gruppe der krankheitserregenden Gammaretroviren, die in verschiedenen australischen Säugetieren vorkommen. Mit GALV verwandte Viren werden regelmäßig in anderen Wildtierarten wie Nagern und Fledermäusen entdeckt. Das Verständnis um die Diversität und Evolution der krankheitserregenden Viren ist von entscheidender Bedeutung. Nur mithilfe der Erkenntnisse um die Entstehung und Ausbreitung solcher Viren ist eine erfolgreiche Bekämpfung möglich.

Publikation:
Alfano N, Kolokotronis SO, Tsangaras K, Roca AL, Xu W, Eiden MV, Greenwood AD (2015): Episodic diversifying selection shaped the genomes of gibbon ape leukemia virus and related gammaretroviruses. J VIROL. DOI:10.1128/JVI.02745-15.

Kontakt:
Leibniz-Institut für Zoo und Wildtierforschung (IZW)
im Forschungsverbund Berlin e.V.
Alfred-Kowalke-Str. 17
10315 Berlin

Niccoló Alfano
E-Mail: alfano@izw-berlin.de

Prof. Alex D. Greenwood
E-Mail: greenwood@izw-berlin.de

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