Viren speichern typischerweise ihre genetische Information, die in Molekülen von entweder DNA oder RNA kodiert ist - 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 aus RNA und DNA. Niemand weiß, ob dies ein bizarres Einzelereignis ist oder ob es andere ähnliche Viren gibt.
DNA gegen RNA
Praktisch alle lebenden Organismen tragen erbliche Informationen, die in DNA-Molekülen kodiert sind. Viren sind eine ungewöhnliche Ausnahme. Zugegebenermaßen betrachten viele Biologen Viren nicht als eine Art "Leben", da sie sich nicht selbst reproduzieren können. Während viele Viren DNA-Genome haben, haben andere wie HIV und die Grippe stattdessen Genome aus RNA. RNA und DNA sind sehr ähnlich: Beide werden aus Ketten chemischer Einheiten hergestellt, die durch eine spezifische Art von chemischer Bindung, die Phosphodiesterbindung genannt wird, zusammengeheftet sind. Es gibt jedoch zwei wichtige Unterschiede zwischen RNA und DNA. RNA enthält eine chemische Einheit, die nicht in der DNA namens Uracil gefunden wird. Zusätzlich enthalten die chemischen Einheiten in RNA ein zusätzliches Sauerstoffatom, das an den Zuckerteil jeder Einheit gebunden ist. Dieser Unterschied macht RNA instabiler und anfälliger für den Abbau.
Hybrid-DNA-RNA-Genom
Wissenschaftler haben lange geglaubt, dass virale Genome entweder aus DNA oder aus RNA hergestellt werden könnten, aber nicht aus beiden. Im April 2012 kündigten Wissenschaftler der Portland State University in Oregon die Entdeckung eines Virus an, das sie RNA-DNA-Hybridvirus oder RDHV in den Gewässern des Boiling Springs Lake im Vulkannational-Nationalpark Lassen nennen. Das Genom dieses Virus besteht aus DNA, aber eines der Gene in diesem Genom ist extrem ähnlich zu Genen, die nur in RNA-Viren gefunden werden, was stark darauf hindeutet, dass dieses Virus irgendwann in der Vergangenheit ein Hybridgenom aus beiden hatte DNA und RNA. Das Virus wurde im Wasser des Sees gefunden, indem Wasser durch einen Filter geleitet wurde, um Viren für die DNA-Sequenzierung einzufangen. Wissenschaftler wissen also nicht, was es tut oder welche Art von Organismus es infiziert, wie reich das Virus ist oder ob es überleben kann andere Umgebungen. Zu diesem Zeitpunkt ist RDHV der einzige bekannte Fall eines RNA-Virus, der ein Hybrid mit einem DNA-Virus bildet.
Ursprünge
Es gibt zwei Wege, auf denen ein Gen von einem RNA-Virus Teil des Genoms eines DNA-Virus geworden sein könnte. Ein RNA-Virus und ein DNA-Virus könnten dieselbe Zelle zur gleichen Zeit infiziert haben; Wenn eines der RNA-Gene in DNA umgewandelt oder translatiert wird, könnte die resultierende DNA mit dem viralen DNA-Genom vermischt worden sein, wodurch das Hybrid erzeugt wird. Alternativ könnten ein DNA-Strang und ein RNA-Strang in einer mit beiden Arten von Viren infizierten Zelle zusammengeklebt sein. Basierend auf dem, was wir gerade wissen, können die Wissenschaftler nicht mit Sicherheit sagen, welches dieser beiden Szenarien den Hybrid in Boiling Lake hervorgebracht hat. Sie wissen auch nicht, ob diese Art von Hybrid einen Vorteil gegenüber der Konkurrenz hat.
Auswirkungen
Es gibt eine riesige Anzahl von Viren in den Weltmeeren, von denen die meisten Bakterien befallen. Der durchschnittliche Milliliter Meerwasser enthält schätzungsweise mehrere Millionen Viren. Die große Mehrheit der Ozeanviren wurde nicht benannt, isoliert oder identifiziert, obwohl Wissenschaftler DNA-Sequenzdaten für Tausende noch nicht identifizierter Ozeanviren durch ein Projekt namens Global Ocean Survey gesammelt haben. Die Wissenschaftler des Portland State versuchten, Daten des Global Ocean Survey nach ähnlichen Sequenzen wie RDHV zu durchsuchen, um festzustellen, ob es andere RNA-DNA-Hybridviren gibt, und sie fanden mehrere übereinstimmende Sequenzen von bis jetzt unbekannten Viren. Dieser verlockende Hinweis deutet darauf hin, dass es irgendwo in den Weltmeeren andere RNA-DNA-Hybridviren geben könnte. Obwohl Wissenschaftler, die Viren untersuchen, nicht gezielt nach RNA-DNA-Hybriden suchen, versuchen sie, mehr über die verwirrende Vielfalt der in der Natur vorkommenden Viren zu erfahren, und wenn diese Forschung voranschreitet, ist es möglich, dass sie andere ähnliche Hybriden finden.
