Diversität und Biologie der Riesenviren

In ihrem neuen Projekt untersuchen Forscherinnen des Zentrums für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaften (CeMESS) der Universität Wien die Diversität und Ökologie von Riesenviren und ihren mikrobiellen Wirten. Das Verständnis von Viren und deren Interaktionen mit Mikroorganismen ist ein grundlegender Aspekt der Biologie, dessen Auswirkungen weit über die mikroskopische Welt hinausreichen. Viren prägen nicht nur die Dynamik mikrobieller Gemeinschaften, sondern beeinflussen auch größere ökologische Prozesse wie den Nährstoffkreislauf und sogar die Gesundheit makroskopischer Organismen, einschließlich des Menschen. Eine erst kürzlich entdeckte Gruppe von Viren stellen die Riesenviren dar. Diese Viren infizieren einzellige Eukaryoten, auch Protisten genannt, und stellen unser bisheriges Verständnis von Viren in Frage. Viren sind für ihre winzige Größe und ihren einfachen Aufbau bekannt. Riesenviren entsprechen dieser Vorstellung nicht. Sie sind so groß wie Bakterien, sowohl in Bezug auf die physische Größe als auch auf die genetische Komplexität. Diese einzigartigen Eigenschaften werfen Fragen über den Ursprung der Riesenviren auf, wie sie mit ihren Wirten interagieren, und wie sie Ökosysteme beeinflussen. Protisten, die Wirte der Riesenviren, sind allgegenwertige und essentielle Bestandteile mikrobieller Lebensgemeinschaften (Mikrobiome) und spielen eine entscheidende Rolle in mikrobiellen Nahrungsnetzen. Diese mikroskopisch kleinen eukaryotischen Einzeller fungieren in verschiedenen Ökosystemen als Bindeglieder zwischen Primärproduzenten und höheren trophischen Ebenen. Indem sie sich von Bakterien und Algen ernähren, regulieren Protisten die Häufigkeit dieser Mikroorganismen und beeinflussen so den Nährstoffkreislauf und den Energiefluss in Ökosystemen. Darüber hinaus dienen die Protisten selbst sowohl als Konsumenten als auch als Beute, so dass ihre Interaktionen mit Viren für das Verständnis des komplizierten Nahrungsnetzes von entscheidender Bedeutung sind. Im Rahmen des neuen Projekts will das CeMESS-Forschungsteam um Matthias Horn die Vielfalt von Riesenviren in Ausgewählten Umweltproben erforschen und verstehen, wie sie mikrobielle Gemeinschaften beeinflussen. Um dies zu erreichen, verwenden die Wissenschaftler innovative mikrobiologische und molekularbiologische Methoden, um neue Riesenviren zu entdecken und zu untersuchen. Für die Isolierung neuer Riesenviren kommen Protisten zum Einsatz, die bisher nie oder kaum für diesen Zweck verwendet wurden. Es werden Experimente durchgeführt, um zu verstehen, wie diese Riesenviren mit Protisten und anderen Mikroorganismen in komplexen Gemeinschaften interagieren. Darüber hinaus wird der genetische Aufbau der neuen Riesenviren analysiert, um die Evolutionsgeschichte dieser einzigartigen Virengruppe zu klären. Das Projektteam war bereits an der Entdeckung und Charakterisierung der Riesenviren Viennavirus und Klosneuvirus beteiligt, die beide einzigartige Eigenschaften aufweisen und aus einer Kläranlage bei Wien stammen. Das aktuelle Projekt wird dazu beitragen, die rätselhafte Welt der Riesenviren besser zu verstehen und legt einen wichtigen Grundstein für die Untersuchung der Bedeutung von Riesenviren in komplexen mikrobiellen Lebensgemeinschaften.