Madagaskar-Mausmaki-Retroviren sind vielfältig und ähneln denen, die in Eisbären oder Hausschafen vorkommen

Madagaskar beheimatet eine einzigartige Biodiversität mit einer großen Anzahl endemischer Arten, darunter viele Lemurenarten, darunter auch die Mausmakis. Diese Vielfalt findet sich auch in ihren Retroviren, berichtet ein Team um Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) und der University of Stirling im Fachblatt Virus-Evolution.

Sie analysierten das Mausmaki-Genom und identifizierten Viren zweier Klassen, die alte Infektionen der Mausmaki-Keimbahn darstellen. Die Viren verhalten sich nun ähnlich wie Lemur-Gene und werden daher als endogene Retroviren (ERVs) bezeichnet. Überraschend war, dass einige der identifizierten Retroviren eng mit Viren verwandt sind, die in anderen, ganz anderen Säugetieren wie Eisbären oder Hausschafen vorkommen. Dies deutet auf ein faszinierendes und komplexes Muster des Wirtswechsels von Retroviren hin, viel komplexer als bisher angenommen.

Für ihre Analyse sammelte das Team Blutproben von vier Arten madagassischer Mausmakis und untersuchte sie mit Hochdurchsatz-Sequenzierung. Die Wissenschaftler identifizierten zwei Gamma- und drei Beta-Retrovirus-Sequenzen im Genom der Lemuren, die alte Infektionen der Keimbahn der Mausmakis darstellen. Seitdem wurde die Virus-DNA in die Wirtsgenome eingebaut und die Viren sind nicht mehr aktiv oder infektiös.

„Wir waren überrascht, als wir herausfanden, dass eines der beiden identifizierten Gamma-Retroviren mit einem bei Eisbären beschriebenen ERV verwandt war“, sagt Dr. Sharon Kessler, eine vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) unterstützte Wissenschaftlerin und Assistenzprofessorin an der University of Stirling. Das Eisbärvirus ist aus evolutionärer Sicht jung, während das Lemurenvirus alt ist. „Wie diese verwandten Viren solche geografisch getrennten Arten infizierten, ist unklar“, sagt Kessler.

Bei den Beta-Retroviren gab es weitere Überraschungen. Ein virulenter Retrovirus, der Hausschafe infiziert, genannt Jaagsiekte Sheep Retrovirus (JSRV), der auch ERVs bei Hausschafen bildet, ist vermutlich ein Virus, das auf Hausschafe, Ziegen und ihre Verwandten beschränkt ist – das erste geklonte Schaf „Dolly“ musste eingeschläfert werden nach einer JSRV-Infektion und anschließender Erkrankung. Die Mausmakis haben ein eng verwandtes JSRV-ähnliches Virus in ihrem Genom.

„Dies deutet darauf hin, dass JSRV-ähnliche Viren unter Säugetieren weiter verbreitet und wesentlich älter sind als bisher angenommen. Warum sie nur bei so unterschiedlichen Arten und so punktuell auftreten, ist merkwürdig“, sagt Prof. Alex Greenwood, Leiter des Leibniz -IZW Abteilung für Wildtierkrankheiten, wo das Probenscreening durchgeführt wurde. In ähnlicher Weise identifizierte das Team auch ein Virus in den Mausmakis, das mit Retroviren verwandt ist, die in Totenkopfäffchen, Vampirfledermäusen und Beuteltieren gefunden wurden.

„Diese Gruppe von Viren wird mit der Zeit immer interessanter, da an vielen Orten immer mehr Beispiele ähnlicher Viren gefunden werden, darunter auch sehr junge, die möglicherweise noch infektiöse exogene Gegenstücke in der Natur haben“, sagt Greenwood.

Ein Großteil der beobachteten retroviralen Diversität der Mausmakis ist mit Nicht-Primatenviren verbunden, was auf ein komplexes Muster des viralen Wirtswechsels zu der Zeit hindeutet, als die Vorfahren der Lemuren Madagaskar kolonisierten. Weitere Studien zur viralen Diversität werden dazu beitragen, die komplexe Geschichte der retroviralen Übertragung bei Säugetieren zu klären.

Retroviren sind Viren, die sich replizieren, indem sie ihr genetisches Material in das Genom einer Wirtszelle einbauen. Handelt es sich bei der infizierten Zelle um eine Keimzelle, kann das Retrovirus anschließend als „endogenes“ Retrovirus weitergegeben und als Teil des Wirtsgenoms in einer Population verbreitet werden.

Wiederholte Infektionen haben dazu geführt, dass endogene Retroviren in Säugetiergenomen allgegenwärtig sind und manchmal bedeutende Teile des Wirtsgenoms ausmachen. Die meisten Retrovirus-Integrationen sind jedoch sehr alt und bereits degradiert und daher inaktiv – ihre anfänglichen Auswirkungen auf die Gesundheit des Wirts wurden durch Millionen von Jahren Evolution verringert.