Afrikanische Nashörner teilen Retroviren, die bei asiatischen Nashörnern oder anderen verwandten Arten nicht vorkommen

Nashörner gehören zu einer Säugetierordnung namens Unpaarhufer, zu der auch Pferde und Tapire gehören. Man findet sie in Afrika und Asien. Bis vor Kurzem gab es Hinweise darauf, dass Gammaretroviren wie das Murine Leukämievirus im Laufe ihrer Evolutionsgeschichte im Gegensatz zu den meisten anderen Säugetierordnungen ihre Genome nicht besiedelt hatten.

Der Kolonisierungsprozess wird als retrovirale Endogenisierung bezeichnet und hat dazu geführt, dass die meisten Säugetiergenome aus bis zu 10 % retrovirenähnlichen Sequenzen bestehen. Eine vom deutschen Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) durchgeführte Analyse moderner und ausgestorbener Nashorngenome ergab nun, dass afrikanische Nashörner Dutzende Gammaretroviren in ihren Genomen haben, die in den Genomen asiatischer Nashornarten wie Sumatra und Sumatra fehlen Java-Nashorn, und dass das afrikanische Spitzmaulnashorn zwei verwandte Gruppen hat, von denen eine bei den Breitmaulnashörnern fehlt.

Die Beschränkung der Gammaretroviren auf afrikanische Nashörner und die enge Verwandtschaft der Viren mit Nagetierviren, insbesondere denen afrikanischer Nagetiere, legen nahe, dass afrikanische Nashörner mit einer exogenen Virusvariante infiziert wurden und ihre Genome in Afrika kolonisiert wurden. Die Arbeit ist im veröffentlicht Zeitschrift für Virologie.

Retroviren wie der AIDS-Erreger HIV-1 sind insofern einzigartig unter den Viren, als sie sich im Rahmen ihres Replikationszyklus in die DNA des Wirts integrieren müssen. Geschieht dies in der Keimbahn von Spermatozyten oder Eizellen, können diese Teil des Wirtsgenoms werden, von der nächsten Generation vererbt werden und dann in jeder Zelle des Nachkommenkörpers vorhanden sein.

Dieser evolutionäre Prozess hat so oft stattgefunden, dass im Durchschnitt bis zu 10 % des Säugetiergenoms aus Retroviren oder deren Überresten bestehen. Eine frühere Studie der verfügbaren Genome von Pferden und ihren Verwandten ergab, dass sie ebenso wie Nashörner und Tapire nicht von Gammaretroviren befallen waren, einer Gruppe von Viren, die mit Maus- und Vogelviren verwandt sind und die meisten Säugetiergenome erfolgreich besiedelt haben.

„Wir hatten Daten von mehreren Nashornarten, bei denen wir immer wieder große Mengen an Gammaretroviren fanden. Als wir viel neuere und vollständigere Referenzgenome von modernen und ausgestorbenen Nashörnern verwendeten, stellten wir fest, dass nur afrikanische Nashörner kolonisiert worden waren“, sagt Dr. Kyriakos Tsangaras Hauptautor dieser Studie.

Zusammen mit Kollegen aus Australien und Deutschland stellte das Wissenschaftlerteam fest, dass tatsächlich zwei verschiedene Virusgruppen afrikanische Nashörner besiedelt hatten. Einer von ihnen hatte nur das Spitzmaulnashorn (Diceros bicornis) und nicht das Breitmaulnashorn (Ceratotherium simum) besiedelt und war evolutionär jünger als der von beiden. Da beide Gruppen auf afrikanische Nashörner beschränkt sind, deutet die Studie darauf hin, dass die afrikanische Nashornlinie infiziert wurde und ihre Genome in Afrika besiedelt wurden. Aus diesem Grund kommen die entsprechenden Gammaretroviren bei asiatischen Nashörnern und anderen Nashornverwandten nicht vor.

„Dies ist letztlich darauf zurückzuführen, dass es an qualitativ hochwertigen Referenzsequenzen von Wildtieren mangelt“, sagt Prof. Alex Greenwood, Leiter der Abteilung Wildtierkrankheiten am Leibniz-IZW. „Obwohl sich die Dinge seit der Sequenzierung des ersten menschlichen Genoms stark verbessert haben, vermisst man Dinge wie die Virusgeschichte, wenn es in den Datenbanken so viele Arten oder qualitativ hochwertige Referenzgenome von vielen Arten mangelt. Das ist wirklich ein weiteres Beispiel dafür, warum wir mehr Genom brauchen.“ Referenzsequenzen aus Wildtieren, weil wir nicht wissen, welche anderen Dinge uns entgehen und welche Schlussfolgerungen wir über das Vorhandensein und Fehlen von Sequenzen ziehen, die sich als Folge zu geringer Informationen herausstellen könnten.