Studie: Antike Viren verantwortlich für unsere großen Gehirne und Körper

Uralte Viren, die vor Hunderten von Millionen Jahren Wirbeltiere infizierten, spielten eine entscheidende Rolle bei der Evolution unserer fortschrittlichen Gehirne und großen Körper, so eine Studie vom Donnerstag. Die Forschung, die in der Zeitschrift Cell veröffentlicht wurde, untersuchte die Ursprünge des Myelins, einer isolierenden Schicht aus fettem Gewebe, die sich um Nerven bildet und elektrische Impulse schneller weiterleitet. Laut den Autoren ist eine von Retroviren erworbene Gensequenz, die in das DNA des Wirts eindringt, entscheidend für die Produktion von Myelin, und dieser Code findet sich jetzt in modernen Säugetieren, Amphibien und Fischen. „Das Erstaunlichste ist, dass die gesamte Vielfalt der modernen Wirbeltiere, die wir kennen, und die Größe, die sie erreicht haben – Elefanten, Giraffen, Anakondas, Ochsenfrösche, Kondore – nicht passiert wäre“, sagte der leitende Autor und Neurowissenschaftler Robin Franklin vom Altos Labs-Cambridge Institute of Science gegenüber AFP.

In einer neuen Studie unter der Leitung von Tanay Ghosh, einem computergestützten Biologen und Genetiker in Franklins Labor, durchsuchten Analysten Genomdatenbanken, um die Genetik zu entdecken, die wahrscheinlich mit den Zellen in Verbindung steht, die Myelin produzieren. Insbesondere interessierte er sich für die Erforschung mysteriöser „nichtkodierender Regionen“ des Genoms, die keine offensichtliche Funktion haben und einst als Müll abgetan wurden, aber jetzt als evolutionär wichtig erkannt werden. Ghoshs Suche führte zu einer bestimmten Sequenz, die von einem endogenen Retrovirus abgeleitet ist, das lange Zeit in unseren Genen lauerte und von dem das Team „RetroMyelin“ nannte. Um ihre Entdeckung zu testen, führten die Forscher Experimente durch, bei denen sie die RetroMyelin-Sequenz in Rattenzellen ausschalteten und feststellten, dass sie kein grundlegendes Protein mehr produzierten, das für die Myelinbildung erforderlich ist. Anschließend suchten sie nach RetroMyelin-ähnlichen Sequenzen in den Genomen anderer Arten und fanden ähnlichen Code bei kiefertragenden Wirbeltieren – Säugetieren, Vögeln, Fischen, Reptilien und Amphibien -, aber nicht bei kieferlosen Wirbeltieren oder Wirbellosen. Dies ließ sie glauben, dass die Sequenz zur gleichen Zeit wie Kiefer im Stammbaum des Lebens erschien, die vor etwa 360 Millionen Jahren in der Devon-Zeit, dem Zeitalter der Fische, erstmals evolvierten. „Es gab immer einen evolutionären Druck, Nervenfasern dazu zu bringen, elektrische Impulse schneller zu leiten“, sagte Franklin. „Wenn sie das schneller tun, können Sie schneller handeln“, fügte er hinzu, was sowohl für Raubtiere, die etwas fangen wollen, als auch für Beute, die fliehen wollen, nützlich ist. Myelin ermöglicht eine schnelle Impulsleitung, ohne den Durchmesser der Nervenzellen zu vergrößern, was es ermöglicht, sie enger zusammenzupacken. Es bietet auch strukturelle Unterstützung, was bedeutet, dass Nerven länger wachsen können und längere Gliedmaßen ermöglichen. Bei Wirbellosen haben sich andere Möglichkeiten entwickelt, Signale schneller zu übertragen – zum Beispiel haben Riesenkalmare breitere Nervenzellen entwickelt. Schließlich wollte das Team herausfinden, ob die retrovirale Infektion einmalig war, bei einer einzigen Vorfahrenart, oder ob sie mehrmals stattfand. Um dies zu beantworten, verwendeten sie computergestützte Methoden, um die RetroMyelin-Sequenzen von 22 kiefertragenden Wirbeltierarten zu analysieren, und stellten fest, dass die Sequenzen innerhalb der Arten ähnlicher waren als zwischen den Arten. Dieser Befund legt nahe, dass mehrere Infektionswellen zur Vielfalt der heute vorhandenen Wirbeltierarten geführt haben, so das Team. „Man denkt oft, dass Viren Krankheitserreger sind“, sagte Franklin. Aber die Realität ist komplexer, sagte er: Zu verschiedenen Zeitpunkten in der Geschichte sind Retroviren in das Genom eingedrungen und haben sich in die Fortpflanzungszellen einer Art integriert, sodass sie an zukünftige Generationen weitergegeben werden können. Ein bekanntes Beispiel ist die Plazenta – eine der charakteristischen Merkmale der meisten Säugetiere -, die wir von einem in unserem Genom eingebetteten Krankheitserreger aus der Vergangenheit übernommen haben. Ghosh sagte, die Entdeckung von Myelin könnte nur ein weiterer Schritt in einem aufstrebenden Bereich sein. „Es gibt immer noch viele Dinge zu verstehen, was die Biologie betrifft, wie diese Sequenzen verschiedene Evolutionprozesse antreiben“, sagte er

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Ancient viruses responsible for our big brains and bodies: study

Ancient viruses that infected vertebrates hundreds of millions of years ago played a pivotal role in the evolution of our advanced brains and large bodies, a study said Thursday. The research, published in the journal Cell, examined the origins of myelin, an insulating layer of fatty tissue that forms around nerves and allows electrical impulses to travel faster. According to the authors, a gene sequence acquired from retroviruses — viruses that invade their host’s DNA — is crucial for myelin production, and that code is now found in modern mammals, amphibians and fish. “The thing I find the most remarkable is that all of the diversity of modern vertebrates that we know of, and the size they’ve achieved: elephants, giraffes

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