Viel hilft viel! Gilt das auch für unser Immunsystem?

Das Erbgut von Viren mutiert schneller als das Erbgut von Menschen. Viren sammeln so schneller Veränderungen in ihrem Erbgut an. Diese Veränderungen ermöglichen es dem Virus sich schnell an neue Umweltbedingungen anzupassen und bieten so einen evolutionären Vorteil. Ihre geringe Größe beschränkt Viren jedoch was die Anzahl ihrer Gene und damit die Größe ihres Erbguts betrifft. Im Gegensatz dazu profitierte der Mensch im Laufe seiner Evolution häufig von Gen-Duplikationen. Dabei wird ein Gen quasi kopiert und an einer anderen Stelle im Erbgut wieder eingefügt. Folglich besitzt der Mensch anschließend ein „altes“ und ein neu entstandenes Gen. Manchmal funktioniert das „Kopieren“ nicht perfekt, sodass das neu entstandene Gen einige Veränderungen aufweist. 

So können z.B. die Gene verdoppelt werden, die für sog. antivirale Faktoren, also Proteine die Viren bekämpfen, codieren. Diese Gen-Verdoppelungen erweitern also das Repertoire antiviraler Faktoren und verbessern so die Immunantwort gegen Viren. Kopie und Original eines Gens können sich anschließend unterschiedlich weiterentwickeln und zum Beispiel an bestimmte Virusvarianten anpassen oder völlig unterschiedliche Funktionen im Immunsystem übernehmen. Dies geschieht durch die Anhäufung weiterer Mutation über Jahrhunderte bis Jahrtausende. 

Verändert sich der Mensch, also aus Virussicht der Wirt, muss sich auch das Virus an die veränderten Voraussetzungen anpassen, um seinen Wirt weiterhin erfolgreich infizieren zu können. Forschungsergebnisse der letzten Jahre zeigen, wie Gen-Duplikationen die Evolution von HIV, SARS-CoV-2 und weiteren Viren beeinflussen. Ein aktueller Übersichtsartikel unseres Instituts fasst zusammen, welche Mechanismen zur Entstehung neuer Gene führen können und wie diese uns einen Vorteil im ständigen Wettrüsten mit Viren bieten können. 

Der Übersichtsartikel wurde in der Fachzeitschrift Current Opinion in Virology veröffentlicht und ist hier zu finden. 

Abbildung: Springender Karpfen von Yashima Gakutei: rechts das Original von ca. 1830, links eine Kopie aus späterer Zeit. Wie bei Genen gibt es auch in der Kunst häufig Unterschiede zwischen Original und Kopie (Quelle: Wikimedia Commons, public domain).