Forschende sind Viren-Evolution auf der Spur

11. Juni 2021 13:30

Zürich - Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich haben einen entscheidenden Schritt in der Evolution von Viren nachahmen können: die Entstehung einer Struktur, die Erbgut einlagern kann. Dies ist auch für künftige Impfstoffe, Zelltherapien oder Vehikel zur Verabreichung von Medikamenten aufschlussreich.

Forschenden der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) ist es gelungen, im Labor einen Schlüsselschritt in der Evolution von Viren nachzuvollziehen. Unter Leitung des emeritierten Professors am Departement Chemie und Angewandte Biowissenschaften, Donald Hilvert, konnten sie laut einer Mitteilung ein bakterielles Protein so verändern, dass es die Fähigkeit erlangte, eine Virushülle zu bilden, die in der Lage ist, das Viruserbgut einzulagern. Dafür verwendeten sie ein Protein des in heissen Quellen vorkommenden Bakteriums Aquifex aeolicus.

In den Bakterien bilden jeweils 60 dieser Proteine einen Hohlkörper, eine sogenannte Proteinkapsel. Sie ähneln Virushüllen stark, können aber noch nicht mit RNA wechselwirken. Damit dies gelingt, wurden sie mithilfe von Gentechnik so verändert, dass sie sich an beliebige RNA-Moleküle heften konnten. Anschliessend ahmten die Forschenden in einem mehrstufigen Experiment die biologische Evolution im Schnelldurchlauf nach.

Zusammen mit Kolleginnen und Kollegen der britischen Universitäten Leeds und York konnten sie schliesslich zeigen, dass sich die RNA-Moleküle im Laufe dieser künstlichen Evolutionsprozesse in ihrer Struktur so veränderten, dass sie so wie bei vielen bekannten Virenfamilien in den Kapseln eingelagert werden. „Auf ähnliche Weise könnte auch die Evolution von RNA-Viren vor Milliarden Jahren abgelaufen sein“, so Hilvert.

Jetzt will sein Team verstehen, wie solche Hüllen im Laufe der Evolution gelernt haben, aus einer Zelle zu entweichen, in andere Zellen einzudringen und dort das Erbgut freizusetzen. Dies sei nicht nur für die Erklärung der Virusevolution bedeutsam, so die ETH. Die Entwicklung virusähnlicher Partikel biete ein weites Anwendungsspektrum, etwa für Impfstoffe, Zelltherapie oder Vehikel zur Verabreichung von Medikamenten. mm

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