Staupevirus

Auf den Hund gekommen - Neue Erkenntnisse über das Staupevirus

10.01.13 | Redakteur: Ilka Ottleben

Molekulare Grundlagen des „Schlüssel-Schloss“-Prinzips am Staupevirus untersucht

Das Wissenschaftlerteam untersuchte die molekularen Grundlagen des „Schlüssel-Schloss“-Prinzips am Staupevirus. Das Virus produziert ein Protein („Hämagglutinin“) als Schlüssel, das passgenau an ein Schloss (Rezeptor „aktives lymphozytisches Signalmolekül“) in der Wirtszelle andockt und somit dem Virus das Eindringen in die Wirtszelle ermöglicht.

Die WissenschaftlerInnen konnten nachweisen, dass sich die Zell-Rezeptoren (Schloss) von Haushunden und Wildtieren stark unterscheiden. Der „Schlüssel“ des Virus ist auf das „Schloss“ der Wirtszelle abgestimmt. „Da der Aufbau des ‚Schlosses‘ der Wirtszelle bei Haushunden und ihren nahen Verwandten deutlich von dem anderer Raubtiere abweicht, erwarteten wir, dass der ‚Schlüssel‘, mit dem sich die verschiedenen Virusstämme in die jeweiligen Wirtszellen einschleusen, ebenfalls Variationen aufwies. Die Erwartungen trafen zu. Viren passen sich kontinuierlich an, um ihre Fähigkeit zu verbessern um verschiedene Wirte zu infizieren”, kommentiert Klaus Osterrieder von der Freien Universität Berlin die Ergebnisse der Studie.

Im Andockprotein eines Staupevirusstamms vom Haushund tauschte das Forscherteam als Experiment die Aminosäure „Tyrosin“ gegen die im Staupevirus von Wildtieren vorkommende Aminosäure „Histidin“ aus. Dies führte dazu, dass sich die Zugriffsfähigkeit und die Vermehrungsrate des Hundestaupevirus in den Zellen von Wildtieren erhöhten. Der veränderte Hundestaupevirus-Stamm bildete somit „generalisierte“ Merkmale aus. In dieser Form besitzt das Virus die Fähigkeit, sich auf verschiedene Wildtierarten auszubreiten. Er ist nicht mehr nur auf eine einzige Wirtsart, den Haushund, spezialisiert.

Gemeinsame Evolution von Staupeviren und ihren Raubtierwirten

Die aktuelle Studie lässt Rückschlüsse auf die gemeinsame Evolution von Staupeviren und ihren Raubtierwirten zu. „Allgemein wurde angenommen, dass Staupe erst in Haushunden auftrat und dann auf wilde Raubtiere übersprang“ erklärt IZW Wissenschaftlerin Marion East, die Leiterin der Studie. „Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass das Staupevirus ursprünglich ein generalisiertes Virus in wilden Raubtieren war und sich erst später mit der Entwicklung der Menschheit und der gewaltigen Expansion des Bestandes an Haushunden spezialisierte Stämme bildeten.“ Der große Bestand des Haushundes begünstigte also die Evolution spezialisierter Virusstämme.

„Die neuen Erkenntnisse tragen maßgeblich zum Wissen über die Verbreitung vom Hunde-Staupevirus bei. Sie liefern einen Nachweis über die verschiedenen Formen des Virus mit seinen generalisierenden und spezialisierenden Merkmalen. Dabei wurde der zugrundeliegende Mechanismus ausfindig gemacht. Aus den Ergebnissen geht auch hervor, dass die Spezialisierung des Virus auf den Haushund dazu führt, dass das Hunde-Staupevirus bei Wild- und anderen Haustieren weniger erfolgreich ist. Das Hunde-Staupevirus geht bei der Spezialisierung einen Kompromiss ein, weil es die Fähigkeit verliert, andere Wirte zu infizieren", erklärt East.

Der Hundestaupevirus ist eine Erkrankung, die trotz wirksamer Impfstoffe regelmäßig weltweit bei Haushunden auftritt. Auch bei verschiedenen fleischfressenden Wildtieren, in freier Natur und in menschlicher Obhut lebend, wurde das Hunde-Staupevirus gefunden. Eine Erkrankung mit dem Hunde-Staupevirus äußert sich besonders durch neurologische Störungen, Schnupfen, hohes Fieber, Abgeschlagenheit und Durchfall.

Originalpublikation: Nikolin VM, Osterrieder N, von Messling V, Hofer H, Anderson D, Dubovi E, Brunner E, East ML (2012): Antagonistic pleiotropy and fitness trade-offs reveal specialist and generalist traits in strains of canine distemper virus. PLoS ONE.

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