Publikationen // Studien
01.04.2020

SARS-CoV-2 -Erbgutanalyse beweist natürlichen Ursprung

Ein Virus mit vielen Unbekannten: Die Erforschung von SARS-CoV-2 läuft auf Hochtouren, doch noch lange sind nicht alle Fragen beantwortet. Eine Spielwiese für Verschwörungstheorien. Spekulationen über eine Genmanipulation des Virus im Labor konnte ein internationales Forscherteam nun endgültig widerlegen.

Ein internationales Team von amerikanischen, australischen und britischen Forschern verglich Genomsequenzen bekannter Coronaviren-Stämme. Dabei konnte die Forschergruppe den natürlichen Ursprung des Virus belegen und Szenarien beschreiben, wie SARS-CoV-2 entstanden sein könnte.

Möglich wurden die vergleichenden Untersuchungen, weil schon kurz nach Beginn der SARS-CoV-2-Ausbrüche chinesische Wissenschaftler ihre Daten zum Erbgut des Virus mit internationalen Forschern teilten.

Effiziente Bindung an menschliche Zellen

SARS-CoV-2 besteht wie alle Coronaviren aus einzelsträngiger RNA, die von einer Proteinhülle umgeben ist. Das Schlüsselprotein dieser Hülle ist das Spike-Protein, das nach außen ragende Spikes bildet und dem Virus sein typisches kronenförmiges Aussehen verleiht. Das Virus nutzt die Spikes, um an die Außenwände der Wirtszellen anzudocken und einzudringen. Eine Schlüsselrolle spielt dabei die sogenannte Rezeptor-Bindungsstelle, die sich auf den Spike-Proteinen befindet. Untersuchungen ergaben, dass sich die Rezeptorbindestelle des Spike-Proteins von SARS-CoV-2 äußerst effizient an ein menschliches Enzym der Zelloberfläche, das ACE 2 (Angiotensin-konvertierendes Enzym 2) bindet, um in die menschliche Zelle einzudringen. Diese Bindungsstelle ist Computerberechnungen zufolge aber nicht ideal und würde bei einem im Labor designten Virus nicht als Option gewählt werden. Das Forscherteam sieht damit eine natürliche Selektion als bewiesen an. Dafür spricht auch eine weitere Besonderheit des Spike-Proteins von SARS-CoV-2: Es besitzt im Vergleich zu anderen bisher bekannten Coronaviren menschlichen und tierischen Ursprungs eine äußerst ungewöhnliche Spaltstelle, an der das Protein durch Furin gespalten und somit in seine aktive Form überführt werden kann. Damit gelingt dem Virus die „Mobilmachung“ und die Aufnahme in die menschlichen Zellen. Hätte jemand ein neues Coronavirus als Krankheitserreger entwickeln wollen, so das Forscherteam, wäre es nicht auf diesem ungewöhnlichen Weg, sondern aus Virusgenomen konstruiert worden, die bereits für bekannte Krankheiten verantwortlich sind.

Für die Entstehung von SARS-CoV-2 schlagen die Forscher zwei mögliche Szenarien vor:

  • Szenario 1: SARS-CoV-2 entwickelte sich bis zu seiner pathogenen Form ausschließlich in einem tierischen Wirt und wurde dann auf den Menschen übertragen. Dafür sprechen die ersten Fälle von COVID-19, die mit dem Huanan-Markt in Wuhan in Verbindung gebracht wurden und die darauffolgende schnelle Ausbreitung des Virus. Fledermäuse und malaiische Schuppentiere sind zwar Träger von SARS-CoV-2-ähnlichen Coronaviren, bislang konnte allerdings kein tierisches Coronavirus identifiziert werden, das ausreichend ähnlich wäre, um ein direkter Vorfahre von SARS-CoV-2 zu sein.
  • Szenario 2: Ein nicht pathogener Vorläufer von SARS-CoV-2 wurde von einem tierischen Wirt auf den Menschen übertragen und reifte durch natürliche Selektion in der Bevölkerung zu einem gefährlichen Virus heran.

Die Forscher können noch nicht abschließend sagen, welches Szenario am wahrscheinlichsten sein könnte.


Quelle:
Andersen, K.G., Rambaut, A., Lipkin, W.I. et al. The proximal origin of SARS-CoV-2. Nat Med (2020). https://doi.org/10.1038/s41591-020-0820-9

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