Von Andy Coghlan

Unser Überleben und unsere Komplexität verdanken wir möglicherweise einem blinden Virus, das in den allerersten Zellen menschlicher Embryonen zum Leben erwacht. Das Virus scheint die Embryonen nicht nur vor anderen Viren zu schützen, sondern unterstützt auch die Gene, wenn der Grundstein für den Körperplan eines neuen Menschen gelegt wird.

Die Entdeckung untermauert die umstrittene Idee, dass Viren, die sich vor Millionen von Jahren in unserer DNA eingenistet haben, möglicherweise die Rolle eines Puppenspielers spielen und unsere Existenz und Evolution im Stillen beeinflussen. „Wir sind Lebewesen, die von Viren kontrolliert werden“, sagt Luis Villarreal von der University of California in Irvine.

Retroviren schleusen ihr genetisches Material in die Zellen ihres menschlichen oder tierischen Wirts ein. Dies führt zunächst zu Krankheit und Tod. Mit der Zeit entwickelt der Wirt jedoch eine Resistenz gegen das Virus, so dass die DNA, die sich in Spermien oder Eizellen eingenistet hat, an die nächste Generation weitergegeben werden kann. Das Virus ist nun als endogenes Retrovirus oder ERV bekannt – ein fester Bestandteil des Genoms des Wirts.

Stiller Beschützer

Man geht davon aus, dass etwa 9 Prozent unseres Genoms auf diese Weise entstanden sind. Bis vor kurzem wurden diese viralen Relikte weitgehend als inaktiver „Müll“ abgetan, der seit vielen tausend Jahren keinen Einfluss mehr auf seinen Wirt hat. Die Entdeckung, dass HERVK, das jüngste ERV, das sich in unserer DNA eingenistet hat – wahrscheinlich vor etwa 200.000 Jahren – in menschlichen Embryonen aktiv ist, stellt diese Vorstellung in Frage.

Joanna Wysocka und ihre Kollegen von der Stanford University in Kalifornien machten den unerwarteten Fund, als sie die Genaktivität in drei Tage alten menschlichen Embryonen analysierten, die aus acht Zellen bestehen. Neben der DNA der Eltern fanden sie auch genetisches Material von HERVK. „Die Zellen waren voller viraler Proteinprodukte, von denen sich einige zu virenähnlichen Partikeln zusammengefügt hatten“, sagt Wysocka.

Weitere Experimente zeigten, dass das Virus offenbar ein Protein produziert, das andere Viren daran hindert, in den Embryo einzudringen, was darauf hindeutet, dass es den Embryo vor gefährlichen zirkulierenden Viren wie der Grippe schützt. Es scheint auch eine entscheidende Rolle bei der genetischen Aktivität der embryonalen Zellen zu spielen, indem es dabei hilft, genetische Anweisungen an die zellulären Proteinfabriken zu übermitteln.

Biologische dunkle Materie

Verheißungsvoll ist, dass das blinde Virus sogar Hinweise darauf liefern könnte, was uns von Schimpansen und anderen nicht-menschlichen Primaten unterscheidet. Einige Forscher haben bereits argumentiert, dass ERVs eine Schlüsselrolle dabei spielen könnten, wie sich Arten voneinander unterscheiden, indem sie unterschiedliche Körperpläne und Gennetzwerke aktivieren, die einem Individuum einen Vorteil gegenüber anderen Mitgliedern der Art verschaffen können.

Wysockas Arbeit bestätigt diese Idee, sagt Patrick Forterre vom Pasteur-Institut in Paris. „Sie zeigt, dass die Proteinprodukte einer relativ ’neuen‘ Retrovirus-Integration schon sehr früh im Embryo vorhanden sind und an einigen entscheidenden Entwicklungsprogrammen beteiligt sein könnten.“ Die Beobachtung, dass ERVs den Embryo auch vor einer Infektion schützen könnten, sei ebenfalls sehr sinnvoll, so Forterre. „Es ist, als ob Retroviren über ihren menschlichen Wirt miteinander konkurrieren.“

Obwohl Viren allgegenwärtig sind, werden sie oft als die dunkle Materie der Biologie bezeichnet, da ihr Einfluss häufig unbemerkt bleibt. Wenn die DNA ein Dschungel ist, dann sind die Viren die Tiere und Pflanzen, die darin leben und sich anpassen, sagt Villarreal, der 2001 gezeigt hat, dass das Vorhandensein eines viralen Gens für die Bildung der menschlichen Plazenta wesentlich ist. „Die DNA ist der Lebensraum, und die Viren sind die Bewohner“, sagt er. Die einflussreichsten Viren sind diejenigen, die sich wie HERVK dauerhaft in unsere DNA eingefügt haben und an die nächste Generation weitergegeben werden können.

Diese Viren verfügen über die genetischen Werkzeuge, um die Gene ihrer Wirte umzugestalten und zu beeinflussen, welche Gene wann aktiv sind und mit welchen anderen Genen sie interagieren. Das bedeutet, dass sie in der Lage sind, die physischen Eigenschaften ihrer Wirte umzugestalten, sagt Villarreal. „Es ist ein riesiger dynamischer Pool von kolonisierenden Genomen“

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