Die Natur steckt voller Überraschungen. Jetzt wurde ein Virus entdeckt, das Viren befällt. Eine alte Frage stellt sich neu: Sind Viren lebendig?
„Mama” geht es nicht gut. Eine Körperseite ist merkwürdig angeschwollen, die andere ungewöhnlich dünn. Und auch mit der Leistungsfähigkeit steht es nicht zum Besten – Mama schafft nicht einmal mehr ein Drittel des üblichen Pensums. Offenbar hat Mama sich ein Virus eingefangen.
Das Besondere: Mama ist selbst ein Virus. Der Name ist die Kurzform von „MamaVirus” und steht für einen neu entdeckten Stamm von Riesenviren aus der Gruppe der Mimi-Viren. Die teilweise mehr als 400 Nanometer großen Angehörigen dieses Stamms leben in Amöben – Einzellern, die unter anderem im Wasser von industriellen Kühlanlagen vorkommen. Dort wurden sie von einem Forscherteam um den französischen Virologen Didier Raoult aufgespürt. „Wir haben das Wasser aus verschiedenen Kühltürmen getestet und sind dabei auf diese neue Art gestoßen”, erzählt Raoult, der für die staatliche französische Forschungsorganisation CNRS in Marseille arbeitet. „Damit ist der Rekord für das größte bekannte Virus gebrochen.”
Das Wasser hielt noch eine größere Überraschung bereit: Neben den riesigen Mama-Viren beherbergten die Amöben eine zweite, sehr kleine Virusart. Sie kam immer in unmittelbarer Nachbarschaft der Riesenviren vor, was die Forscher zu dem Namen „Sputnik” inspirierte. „Zuerst haben wir getestet, ob sich das kleine Virus auch alleine in den Amöben vermehren kann. Doch das war nicht der Fall”, berichtet Raoult. Erst als er und seine Kollegen die Einzeller gleichzeitig mit Mama-Virus und Sputnik infizierten, begann der Winzling sich zu reproduzieren – und zwar auf Kosten des Riesenvirus.
Kranker NACHWUCHS
Das Prinzip: Wenn Mama-Viren eine Amöbe befallen, errichten sie in deren Innerem vorübergehend eine Art Fabrik – eine riesige zellartige Struktur, die ausschließlich neue Viren herstellt. Sputnik, nur 50 Nanometer groß, kapert diese Virusfabrik und bringt sie dazu, statt der Mama-Viren seine eigenen Nachkommen zu produzieren. Die Konsequenzen für die Riesenviren sind verheerend: Ihr Nachwuchs zeigt auffallende Verdickungen der äußeren Hülle. An einigen Stellen maßen die Forscher statt der üblichen 40 Nanometer eine Dicke von 240 Nanometern. Und ihre Fähigkeit, andere Amöben zu infizieren, nimmt um bis zu 70 Prozent ab. „Sie sind regelrecht krank”, sagt Raoult. „Wir haben hier also das erste bekannte parasitäre Virus, dessen Wirte nicht Tiere, Pflanzen, Pilze, Bakterien oder Archaeen sind, sondern andere Viren.”
Eine Analyse von Sputniks gerade mal 21 Genen brachte weitere Besonderheiten zutage: Acht Gene gleichen aufs Haar bereits bekannten Erbgutabschnitten aus anderen Organismen wie Bakterien, verschiedenen Viren und auch dem Mama-Virus selbst. Der Winzling tauscht offenbar fleißig Gene oder Gen-Fragmente mit seinem Wirt und auch mit anderen Viren aus. „Er scheint wie eine Erbgutfähre zu arbeiten, die DNA-Stücke, zum Beispiel von bakterienbefallenden Viren, aufnimmt und an das Mama-Virus weitergibt”, vermutet Raoult – eine Fähigkeit, die man von Viren bisher nicht kannte. Die Franzosen schlagen daher vor, Sputnik in eine neue Gruppe von Organismen einzustufen, die sie Virophagen nennen, in Analogie zu den Bakteriophagen. Das sind Viren, die Erbgut von einem Bakterium zu einem anderen schleusen.
Dass das kleine Virus der einzige Vertreter dieser Gruppe ist, hält Didier Raoult für extrem unwahrscheinlich. „Wenn die Natur einmal ein Prinzip umgesetzt hat, tut sie es immer wieder. Oft ist es ja so: Hat man einmal angefangen zu suchen, findet man auch weitere Beispiele.” Erste Hinweise darauf, dass Sputnik tatsächlich Mitglied einer großen Familie ist, haben die Franzosen bereits entdeckt, und zwar im Meerwasser: Die Daten einer genetischen Durchmusterung von ozeanischen Mikroorganismen enthalten eine ganze Reihe von Sputniks Gen-Sequenzen. Welche Rolle die Virophagen im Ökosystem Meer oder in möglichen anderen Lebensräumen spielen, ist noch unklar. Sicher ist für Raoult bloß, dass es eine wichtige ist. „Bisher hat man gedacht, die Evolution von Viren werde lediglich von ihrem Wirt beeinflusst. Die Infizierbarkeit von Viren legt jedoch nahe, dass auch Krankheitserreger daran beteiligt sind”, spekuliert er.
Ähnlich denkt Jörg Hacker, Präsident des Robert-Koch-Instituts in Berlin: „Man weiß seit wenigen Jahren, dass Viren im Meer in riesigen Mengen vorkommen. Vielleicht sorgen die Infektionen dafür, dass sich die Populationen gegenseitig im Gleichgewicht halten.” Weder Hacker noch Raoult würden sich wundern, wenn es solche Mechanismen auch bei krankmachenden Viren gäbe. Man könnte sie dann theoretisch mit Virophagen bekämpfen. „Die Voraussetzung wäre allerdings, dass das Wirtsvirus groß genug ist – wie das Pocken- oder das Herpes-Virus – und dass es eine Virusfabrik baut” , gibt Raoult zu bedenken. Dass Patienten mit Gürtelrose oder Herpesbläschen in Zukunft mit einer Virophagen-Spritze behandelt werden, hält Jörg Hacker allerdings für unwahrscheinlich. „Ich vermute, dass die kleinen Viren eher helfen werden, neue Wirkprinzipien gegen die Infektionen zu finden”, meint er.
AN DER Grenze des Lebens
Es ist jedoch nicht die Frage nach dem therapeutischen Potenzial, die Didier Raoult seit Sputniks Entdeckung immer wieder gestellt wird – sondern die, ob Viren Lebewesen sind oder nicht. Schließlich könne nur etwas, das lebendig ist, überhaupt krank werden, so das Hauptargument. „Wissen Sie, niemand kann Leben wirklich definieren”, antwortet der Franzose darauf. Bei den Mimi-Viren, zu denen auch das Mama-Virus gehört, ist die Lage ohnehin kompliziert: Sie wurden vor allem aufgrund ihrer Größe lange Zeit für Bakterien gehalten. Und als schließlich feststand, dass es Viren sind, überraschten sie mit einem ungewöhnlich vollständigen Erbgut. Dass sie sogar krank werden können, passt ganz gut ins Bild. „In den letzten Jahren wurden immer wieder biologische Einheiten im Grenzbereich des Lebendigen entdeckt, zum Beispiel Bakterien, die ausschließlich innerhalb anderer Zellen leben können. Ich würde daher die Definition des Lebens nicht so streng schwarz-weiß fassen”, sagt auch Jörg Hacker. „Wir haben hier einfach ein weiteres Beispiel für eine organische Lebensform aus dem Übergangsbereich – vom Rand des Lebens.” ■
ILKA LEHNEN-BEYEL ist Redakteurin bei wissenschaft.de, dem Onlinedienst von bdw. Dort stieß sie auch auf Mama, Mimi und Sputnik.
von Ilka Lehnen-Beyel
KOMPAKT
· Französische Forscher haben in Amöben ein Virus gefunden, das andere Viren infiziert und krank macht.
· Verwandte des Winzlings könnten eine entscheidende Rolle in der Ökologie der Ozeane spielen.
gut zu wissen: Leben
Laut dem Internet-Lexikon Wikipedia ist Leben „die charakteristische, aber schwierig zu definierende Eigenschaft, die Lebewesen von toter Materie unterscheidet”. Tatsächlich gibt es bis heute keine allgemeingültige naturwissenschaftliche Definition von Leben.
Meist wird ein Katalog von Kriterien benutzt, die zutreffen müssen, um ein Objekt als Lebewesen zu klassifizieren. Dazu gehören die Fähigkeit der Selbstorganisation, das Vorhandensein eines Stoffwechsels, Wachstum, die Möglichkeit, auf Veränderungen der Umwelt zu reagieren, und die Fähigkeit zur Fortpflanzung. Das Problem: Nicht jedes Lebewesen erfüllt alle Bedingungen. So sind unfruchtbare Tiere nicht fortpflanzungsfähig, und einige Parasiten besitzen keinen eigenen Stoffwechsel.
Der französische Virologe Didier Raoult plädiert daher für eine allgemeinere Fassung: Da alle Organismen inklusive der Viren über ihr Genom (die Gesamtheit ihrer Gene) definiert sind, sollte jede organische Einheit mit einem Genom als Lebewesen bezeichnet werden. Einzige Bedingung: Das Erbgut muss entweder den Bauplan für ein Ribosom, die Proteinfabrik der Zellen, oder eine Virushülle – ein sogenanntes Capsid – enthalten.
