Aktuelle Forschung (dass ich dich hier verlinke) werfen Licht auf eine der überraschendsten Geschichten der Koevolution, die jemals dokumentiert wurden: die von parasitischen Wespen, die tödliche Viren domestizierten und sie im Dienste des Überlebens ihrer Art in biologische Waffen verwandelten. Die von einem internationalen Team aus Entomologen und Virologen durchgeführte Studie zeigt, wie diese außergewöhnlichen Insekten eine unglaubliche Leistung vollbracht haben. Sie haben Viren, die einst ihre Erzfeinde waren, ihrem Willen unterworfen und sie in hochentwickelte Werkzeuge zum Schutz und zur Ernährung ihrer Nachkommen verwandelt.
Forscher haben herausgefunden, dass Schlupfwespen ihren Opfern „gezähmte“ Viren injizieren, die die Immunabwehr des Wirts unterdrücken. Dies schafft eine sichere Umgebung für die Entwicklung der Larven. Es ist eine faszinierende Geschichte einer gemeinsamen Evolution, in der zwei scheinbar unvereinbare Wesen einen Pakt der gegenseitigen Unterstützung geschlossen haben, der Millionen von Jahren Bestand hat. Die Studie wirft ein neues Licht auf dieses wunderbare Beispiel dafür, wie sich in der Natur selbst die unwahrscheinlichsten Beziehungen zu vorteilhaften Verbindungen für beide Beteiligten entwickeln können.
Wespen und Viren: eine unerwartete Allianz
Schlupfwespen, die dafür bekannt sind, Eier in andere Insekten zu legen, stehen vor einer entscheidenden Herausforderung. Welche? Sicherstellung des Überlebens des eigenen Nachwuchses in einer lebensfeindlichen Umgebung, dem Körper des Opfers. Als? Durch domestizierte Viren, eine Geheimwaffe, die diese Wespen im Laufe der Millionen von Jahren der Evolution verfeinert haben. Wie er erklärt Gaelen Burke, Entomologe an der University of Georgia und Co-Autor der Studie, werden diese „zahmen“ Viren in enormen Mengen in den Eierstöcken von Wespen produziert. „Es ist ein faszinierender Anblick“, sagt Burke, „wenn man den Eierstock einer Wespe durchbohrt.“ Mikroplitis-Demolator, Viren entweichen in großen Mengen.“
Doch wie machten Wespen aus ehemals vermutlich tödlichen Krankheitserregern so wertvolle Verbündete? Das legt eine Studie nahe alles hat begonnen vor etwa 100 Millionen Jahren, als ein uraltes Virus mit einer Wespe oder der von ihm parasitierten Raupe in Kontakt kam. In einer evolutionären Wendung fügte das Virus seine DNA in das Genom der Wespe ein und wurde so zu einem integralen Bestandteil ihres Erbguts.
Von diesem Moment an haben Wespen und Viren einen gemeinsamen Evolutionsweg eingeschlagen. Als sich die Wespen in neue Arten diversifizierten, diversifizierten sich auch ihre Viren. Heute ist das sogenannte Bracovirus Sie kommen in etwa 50.000 Wespenarten vor, darunter auch in der Mikroplitis-Demolator, Protagonist der Studie.
Maßgeschneiderte biologische Waffen
Was macht diese domestizierten Viren für Wespen so wertvoll? Die Antwort liegt in ihrer Fähigkeit, die Physiologie und das Immunsystem des Wirts zum Nutzen der Wespennachkommen zu manipulieren. Die Forscher fanden heraus, dass die von den Wespen produzierten Viruspartikel kein vollständiges Virusgenom enthalten, wie man es von einem Wildvirus erwarten würde, sondern stattdessen als Träger für die „Waffen“ der Wespe dienen.
Diese Waffen, bei denen es sich um Proteine oder Gene auf kurzen DNA-Segmenten handeln kann, variieren stark und entwickeln sich ständig weiter, wodurch ein regelrechtes „Wettrüsten“ mit der Verteidigung der Opfer stattfindet. Im Fall von Mikroplitis-Demolatorzum Beispiel Bracoviren werden verwendet, um ein Gen namens glc1.8 freizusetzen in Immunzellen der Raupe. Dieses Gen bewirkt, dass infizierte Zellen Schleim produzieren und so verhindern, dass sie sich an die Wespeneier heften. Andere Gene zwingen Immunzellen zum Selbstmord, während wieder andere verhindern, dass Raupen Parasiten mit Melaninhüllen ersticken.
Die „Kastration“ eines Virus
Viren zu bändigen ist kein Kinderspiel. Die Wespen müssen einen Weg finden, diese potenziell tödlichen Verbündeten zu kontrollieren und zu verhindern, dass sie sich gegen sie wenden. Wie er erklärt Kelsey Coffman, ein Entomologe an der University of Tennessee, „muss die Wespe einen Weg finden, dieses Virus zu kontrollieren, damit es die Wespe nicht selbst infiziert und tötet.“ Der Schlüssel liegt laut den Autoren der Studie in der Fähigkeit der Wespen, Viren zu „kastrieren“ und ihnen so Gene zu entziehen, die für die Bildung neuer Viruspartikel entscheidend sind.
Eine Erfolgsstrategie
Während die genauen Gründe, warum die Domestizierung von Viren bei Schlupfwespen so häufig vorkommt, ein Rätsel bleiben, vermuten Forscher, dass dies mit ihrem Lebensstil zusammenhängt. Innere Parasiten, wie z Mikroplitis-DemolatorSie leben in den Eingeweiden ihrer Wirte, gefährlichen Umgebungen, die aktiv danach streben, sie zu töten. Aus der Sicht einer Wespe sind Viren wie Pakete voller Werkzeuge zur Lösung dieses entscheidenden Problems. Zur Unterstützung dieser Idee, eine Studie aus dem Jahr 2023 Wissenschaftler, die die Genome von mehr als 120 Wespen-, Ameisen- und Bienenarten untersuchten, fanden heraus, dass domestizierte Viren offenbar viel häufiger in Parasiten vorkommen, die sich im Inneren anderer Insekten entwickeln, sogenannten Endoparasitoiden.
„Es besteht ein besonderer Zusammenhang zwischen Viren und diesen Endoparasitoiden“, sagt er Julien Varaldi, ein Evolutionsbiologe an der Universität Claude Bernard Lyon 1 in Frankreich und einer der Autoren der Studie. „Das deutet darauf hin, dass diese Viren eine wichtige Rolle bei der Entwicklung dieser Lebensweise spielen.“
Wespen und Viren, von der Natur bis zur Medizin: mögliche Anwendungen beim Menschen
Die Implikationen dieser Forschung gehen weit über den Insektenbereich hinaus. Wissenschaftler gehen davon aus, dass ein tieferes Verständnis der Mechanismen, durch die Wespen Viren domestizieren, erforderlich ist Es könnte neue Wege in der Humanmedizin eröffnen. Zum Beispiel die Gene und Proteine, mit denen Wespen das Immunsystem ihrer Wirte manipulieren Sie könnten Ideen für neue immunologische Therapien oder für die Behandlung von Autoimmunerkrankungen liefern. Darüber hinaus könnte der Prozess der Virusdomestizierung selbst in der Gentherapie Anwendung finden. Domestizierte Wespenviren sind im Wesentlichen hochspezialisierte genetische Vektoren, ist in der Lage, bestimmte genetische Ladungen an Zielzellen zu liefern. Eine Strategie, die an die Strategie erinnert, die bereits bei einigen experimentellen Gentherapien angewendet wird, bei denen manipulierte Viren verwendet werden, um therapeutische Gene in menschliche Zellen einzuschleusen.
Verstehen, wie Wespen Viren erfolgreich „domestizierten“. Es könnte daher neue Erkenntnisse für die Entwicklung sichererer und wirksamerer viraler Vektoren für Gentherapien liefern. Darüber hinaus könnte die Untersuchung, wie Wespen die Replikation und Aktivität ihrer domestizierten Viren kontrollieren, neue Strategien zur Bekämpfung humanpathogener Viren aufzeigen.
Natürlich ist der Weg von der Grundlagenforschung bis zur klinischen Anwendung lang und komplex und viele Fragen bleiben offen. Diese Forschung zeigt jedoch einmal mehr, wie die Untersuchung natürlicher biologischer Systeme, selbst solcher, die scheinbar weit von unserer menschlichen Erfahrung entfernt sind, wertvolle Erkenntnisse für medizinische und technologische Innovationen liefern kann.
Ein Universum voller Möglichkeiten
Bei Hunderttausenden Wespenarten und unzähligen Virusstämmen sind die Möglichkeiten für die Verbindung dieser beiden Einheiten nahezu unbegrenzt. Wie Michael Strand, ein Entomologe an der University of Georgia, sagt, ist es „ein evolutionäres Übungsgelände voller Möglichkeiten“.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Forschung ein neues Licht auf eine der einzigartigsten und überraschendsten Überlebensstrategien der Natur wirft. Und es eröffnet auch neue Wege zum Verständnis der komplizierten Beziehungen, die scheinbar weit entfernte Organismen wie Wespen und Viren miteinander verbinden. Eine faszinierende Erinnerung daran, wie Anpassung und Zusammenarbeit im unendlichen Spiel der Evolution zu außergewöhnlichen und unerwarteten Ergebnissen führen können. Ergebnisse, die auch für uns von großem Nutzen sein könnten.