Molekularbiologie
Das Leben könnte so schön sein, wenn nur diese Viren nicht wären ...

Der Humorist Loriot erklärte: «Ein Leben ohne Mops ist möglich, aber nicht sinnvoll.» Man könnte – ohne Humor – sagen: Ein Leben ohne Viren wäre hingegen vielleicht sinnvoll, ist aber sicher nicht möglich.

Christoph Bopp
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Ein menschlicher Foetus: Seine DNA ist zu 50 Prozent «fremd» und müsste eine Immunantwort auslösen. Aber irgendwann hat sich ein Retrovirus ins menschliche Genom eingeschleust. Seither ist bei der Plazenta im Mutterleib die Immunabwehr abgeschaltet.

Ein menschlicher Foetus: Seine DNA ist zu 50 Prozent «fremd» und müsste eine Immunantwort auslösen. Aber irgendwann hat sich ein Retrovirus ins menschliche Genom eingeschleust. Seither ist bei der Plazenta im Mutterleib die Immunabwehr abgeschaltet.

Getty

Wenn es etwas gibt, was die Beliebtheitswerte von Donald Trump bei seinen Gegnern noch unterschreiten kann, dürfte es das Coronavirus sein. Seit mehr als einem Jahr schikaniert uns dieses Ding und treibt uns in Wahnsinn und Verzweiflung.

«Schwingen wir einen Zauberstab und lassen wir alle Viren verschwinden!», schlug der Wissenschaftsjournalist David Quammen in einem Beitrag in der Februar-Ausgabe des «National Geographic» vor. Stellen Sie sich vor: alles weg. Wir können aufatmen. Das Leben ist wieder schön.

Aber Quammen sagt: «Tu’s nicht.» Versorg den Zauberstab wieder im Schrank.

Denn man muss wissen: Ohne Viren gäbe es uns wahrscheinlich nicht. Zwei Stückchen Erbsubstanz in unserem Genom machen es möglich, dass so etwas wie Schwangerschaft möglich ist. Das «Prinzip Säugetier» besteht ja darin, dass im Körper der Mutter der Fötus heranwachsen kann. Gut versorgt und behütet. Besser jedenfalls als draussen, von Kalk ­umhüllt. Ein sogenanntes ­Retrovirus hat uns von der Mühe des Eierlegens befreit. Es verhindert, dass das Immunsystem des Mutterkörpers das wenigstens zu 50 Prozent «fremde» Material bekämpft. Dazu später mehr.

Viren wollen niemandem an den Kragen. Sie sind durchaus bereit zur Zusammenarbeit. Sie stören ihren Wirt nicht, im Gegenteil. So hilft im Yellow­stone-Park das Curvularia-thermal-tolerance-Virus (CthTV) einer Pflanze, bei Bodentemperaturen über 50 Grad zu wachsen. Allerdings nur mit Hilfe eines Pilzes. Ohne Virus keine Hitzebeständigkeit. Aber mit gibts auch mehr Virennachwuchs. Wer ist da der Wirt?

Im eigentlichen Sinn des Wortes «leben» Viren nicht

Wer hat da «leben» gesagt? Stimmt das überhaupt? Aber so einfach ist es nicht: Da ist auch die schiere Menge. Auf unserem Planeten leben 100 Millionen mal mehr Viren, als Sterne im Universum herumfliegen. Das macht eine Quintilliarde Viren – eine Zahl mit 33 Nullen. (Die Zahl der Sterne wäre 10 hoch 25 = zehn Quadrillionen.)

Aber «leben» die Viren wirklich? Es gibt die hübsche Liste mit den Bedingungen, welche Aspiranten erfüllen müssen, wenn sie zum Leben gezählt werden wollen: unter anderem Wachstum, Fortpflanzung, Stoffwechsel, Bewegung, die Fähigkeit, auf Umweltreize zu reagieren, und Evolution.

Die ­Viren erfüllen keine davon. Sie sind nichts als ein Stück Erbsubstanz mit ein bisschen Protein rundherum. Der Nebel lüftete sich in der Virologie ziemlich synchron mit der Genetik. Charles Darwin kam dem Geheimnis der Evolution auf die Spur, den biologischen Vorgang der Vererbung verstand er nicht. Dafür brauchte es die Chemiker, die schliesslich die geheimnisvolle Strickleiter der DNA-Doppelhelix entdeckten.

Der chemische Bau des Virus entpuppte sich als Stück Erbsubstanz (DNA oder RNA, beide bestehen aus «vier Buchstaben», vier Nukleotiden; der Unterschied besteht in einem «Buchstaben», einer Base), umgeben manchmal von einer Proteinhülle, dem Capsid. Bei besonders raffinierten Viren-Exemplaren kommt noch eine membranartige Verpackung hinzu, die ihm unter anderem hilft, sich an Zellen anzuheften. Denn das Virus kann sich nur replizieren, wenn es ihm gelingt, in eine Zelle einzudringen und sich dort der raffinierten Reproduktionsmaschinerie zu bemächtigen.

Der Sinn des Lebens ist das Leben ist das Leben ist ...

Alle anderen Formen des Lebens sind raffinierter. Wenn man sich den «Baum des Lebens» vorstellt – ob die Metapher wirklich Sinn macht, wird immer umstrittener – sehen die Viren aus wie etwas sehr Urtümliches. Vielleicht «erzählen» Viren noch von diesem Sprung, als längere Moleküle «einfach so» mit der Selbstreplikation begannen. Denn das tun sie heute noch. Irgendwann kam dann die Zellwand hinzu. Und dann der ganze Apparat und die Zellteilung.

Das ist Hypothese 1. Hypothese 2 heisst «Flucht»: Viren sind Abfallprodukte bei der Zellwerdung, die sich zum Parasitendasein entschlossen haben. Hypothese 3 ist das Reduktionsszenario. Evolutionärer Druck führte dazu, dass Zellen sich bestimmter Dinge wieder entledigten.

Ob sie leben, ist unsicher, aber dass Viren das Gebot des Lebens konsequent befolgen, ist sicher: Sie bewahren den Code, indem sie sich replizieren.

Viren können RNA in DNA umwandeln

Dass Vererbung vertikal erfolgt – von den Eltern zu den Kindern –, leuchtet ein. Sie kann aber auch horizontal: Das sind die Transposons, die «hüpfenden Gene», die von einem Ort im Genom an einen andern springen. Vielleicht haben auch Viren das gemacht. Dabei mussten sie sich aber gegen das lange verteidigte Dogma der Molekularbiologie durchsetzen: Aus DNA entsteht DNA (bei der Zellteilung) oder aus DNA entsteht RNA (die «Boten-RNA» zur Proteinsynthese), aber aus RNA entsteht nie DNA.

In den 1970er-Jahren fiel das Dogma. Es gibt ein Enzym, das aus RNA DNA macht: Reverse Transkriptase. Es gibt sogar ­Viren, die das gezielt machen, das sind die erwähnten Retroviren. Sie schreiben ihre RNA in DNA um und bauen sich oder Teile ins Genom der Wirtszelle ein. Irgendwann tat das ein Virus, das eine Immundefizienz an einer bestimmten Stelle auslöst: bei der mütterlichen Plazenta.