Kann ein virales Genom sowohl aus DNA als auch aus RNA bestehen?

Viren speichern ihre genetischen Informationen typischerweise in DNA- oder RNA-Molekülen - entweder das eine oder das andere, aber nicht beides. Im April 2012 entdeckten Wissenschaftler der Portland State University jedoch ein ungewöhnliches Virus mit einem Genom, das sowohl aus RNA als auch aus DNA besteht. Niemand weiß, ob dies ein bizarrer Einzelfall ist oder ob es andere ähnliche Viren gibt.

Praktisch alle lebenden Organismen tragen Erbinformationen, die in DNA-Molekülen kodiert sind. Viren sind eine ungewöhnliche Ausnahme. Zugegeben, viele Biologen betrachten Viren nicht als eine Form von "Leben", da sie sich nicht selbst vermehren können. Während viele Viren DNA-Genome haben, haben andere wie HIV und die Grippe stattdessen Genome aus RNA. RNA und DNA sind sich sehr ähnlich: Beide bestehen aus Ketten chemischer Einheiten, die durch eine bestimmte Art von chemischer Verbindung, die als Phosphodiesterbindung bezeichnet wird, zusammengeheftet sind. Es gibt jedoch zwei wichtige Unterschiede zwischen RNA und DNA. RNA enthält eine chemische Einheit, die in der DNA nicht vorkommt, die Uracil genannt wird. Darüber hinaus haben die chemischen Einheiten in der RNA ein zusätzliches Sauerstoffatom, das an den Zuckerteil jeder Einheit gebunden ist. Dieser Unterschied macht RNA instabiler und anfälliger für den Abbau.

Wissenschaftler haben lange gedacht, dass virale Genome entweder aus DNA oder RNA bestehen könnten, aber nicht aus beidem. Im April 2012 gaben Wissenschaftler der Portland State University in Oregon jedoch die Entdeckung eines Virus bekannt Sie nannten RNA-DNA-Hybridvirus oder RDHV in den Gewässern des Boiling Springs Lake im Lassen Volcanic National Park. Das Genom dieses Virus besteht aus DNA, aber eines der Gene in diesem Genom ist den Genen, die nur in RNA-Viren, was stark darauf hindeutet, dass dieses Virus irgendwann in der Vergangenheit ein Hybridgenom aus DNA und aufwies RNA. Das Virus wurde im Seewasser gefunden, indem man Wasser durch einen Filter laufen ließ, um Viren für die DNA-Sequenzierung einzufangen, so Wissenschaftler Ich weiß nicht, was es tut oder welche Art von Organismus es infiziert, wie häufig das Virus ist oder ob es in anderen überleben kann Umgebungen. Derzeit ist RDHV das einzige bekannte Beispiel für ein RNA-Virus, das ein Hybrid mit einem DNA-Virus bildet.

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie ein Gen eines RNA-Virus Teil des Genoms eines DNA-Virus werden könnte. Ein RNA-Virus und ein DNA-Virus könnten gleichzeitig dieselbe Zelle infiziert haben; Wenn eines der RNA-Gene in DNA umgewandelt oder translatiert wurde, könnte die resultierende DNA mit dem viralen DNA-Genom vermischt worden sein, wodurch das Hybrid entsteht. Alternativ könnten ein DNA- und ein RNA-Strang in einer mit beiden Virenarten infizierten Zelle zusammengeklebt worden sein. Basierend auf dem, was wir derzeit wissen, können Wissenschaftler nicht mit Sicherheit sagen, aus welchem ​​dieser beiden Szenarien der Hybrid in Boiling Lake entstand. Sie wissen auch nicht, ob diese Art von Hybrid einen Vorteil gegenüber der Konkurrenz hätte.

In den Weltmeeren gibt es eine riesige Anzahl von Viren, von denen die meisten Bakterien infizieren. Der durchschnittliche Milliliter Meerwasser enthält schätzungsweise mehrere Millionen Viren. Die überwiegende Mehrheit der Ozeanviren wurde nicht benannt, isoliert oder identifiziert, obwohl Wissenschaftler gesammelt haben DNA-Sequenzdaten für Tausende von noch nicht identifizierten Ozeanviren durch ein Projekt namens Global Ocean Umfrage. Die Wissenschaftler von Portland State versuchten, die Daten von Global Ocean Survey nach Sequenzen zu durchsuchen, die denen in RDHV ähneln, um festzustellen, ob es könnte noch andere RNA-DNA-Hybridviren geben, und sie fanden mehrere übereinstimmende Sequenzen, alle von noch nicht identifizierten Viren. Dieser verlockende Hinweis deutet darauf hin, dass es möglicherweise andere RNA-DNA-Hybridviren irgendwo in den Weltmeeren gibt. Obwohl Wissenschaftler, die Viren untersuchen, nicht speziell nach RNA-DNA-Hybriden suchen, versuchen sie, mehr über die eine verwirrende Vielfalt von Viren, die in der Natur vorkommen, und mit fortschreitender Forschung ist es möglich, dass sie andere ähnliche Hybriden finden anderswo.