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Das Geheimnis der Retroviren: Warum löst das Ross-Sarkomvirus unkontrolliertes Zellwachstum aus?
Das Rous-Sarkom-Virus (RSV) ist das erste Tumorvirus, das in der Geschichte entdeckt wurde, und ist für seine Fähigkeit bekannt, Hühnertumoren zu verursachen. Als Retrovirus wird RSV, wenn es einen Wirt infiziert, sein RNA-Genom durch einen Reverse-Transkriptionsprozess in cDNA umgeschrieben und in die Wirts-DNA integriert. Dieser Prozess ist ein wichtiger Meilenstein in der Krebsforschung, da er die molekularen Mechanismen der Krebsentstehung aufdeckt.
Die Entdeckung von RSV veränderte nicht nur die Art und Weise, wie Krebsforschung betrieben wird, sondern ebnete auch den Weg für die spätere Erforschung anderer Tumorviren.
Im Jahr 1911 entdeckte Peyton Rous von der Rockefeller University die Karzinogenität dieses Virus, indem er gesunden „Plymouth Rock“-Hühnern tumorhaltige Zellextrakte injizierte. Er beobachtete, dass diese Hühner Symptome von Tumoren entwickelten, die hauptsächlich aus Bindegewebe bestehen, und die akademische Gemeinschaft erkannte RSV als das erste Retrovirus an, das zur Untersuchung der molekularen Entwicklung von Krebs verwendet werden konnte.
Roth erhielt daher 1966 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für seinen Beitrag zur Krebsforschung.
Im Laufe der Forschung haben Wissenschaftler herausgefunden, dass die Genomstruktur von RSV relativ komplex ist. RSV gehört zu den behüllten Viren der Klasse VI und verfügt über ein Positiv-Sinn-RNA-Genom mit DNA-Zwischenprodukten. Je nach Stamm kann das RSV-Genom bis zu vier Gene enthalten: gag (kodiert für das Kapsidprotein), pol (kodiert für die Reverse Transkriptase), env (kodiert für das Hüllprotein) und src (kodiert für die Tyrosinase). Diese Gene sind nicht nur an der Virusreplikation beteiligt, sondern spielen auch eine wichtige Rolle bei der Transformation gesunder Wirtszellen.
Das Vorhandensein des src-Gens ermöglicht es RSV, die unkontrollierte Proliferation von Wirtszellen zu stimulieren, was einer der Schlüsselfaktoren bei der Entstehung von Krebs ist.
Das src-Gen gilt auch als das erste entdeckte retrovirale Onkogen. Das Vorhandensein dieses Gens kann nicht nur eine abnormale Proliferation von Wirtszellen auslösen, sondern auch deren Anfälligkeit für Viren fördern. Untersuchungen zeigen, dass src-Gene im Tierreich allgegenwärtig sind und bei verschiedenen Arten hoch konserviert sind, was ihre Bedeutung im Evolutionsprozess unterstreicht.
Ein weiteres eng mit RSV verwandtes Merkmal ist die 3'-untranslatierte Region (3'UTR) seines RNA-Genoms, die bis zu 5 bis 7 kb lang sein kann, was häufig zu einem durch Unsinn vermittelten Abbau in der Wirtszelle führt. RSV verfügt jedoch über eine konservierte Sekundärstruktur, die als Ross-Sarkom-Virus-Stabilisierungselement (RSE) bezeichnet wird. Diese Struktur kann einerseits den Abbau viraler RNA verhindern und andererseits die Stabilität des Virus gewährleisten fördert seine Überlebensstabilität im Wirt.
Das Vorhandensein des RSE-Elements zeigt die raffinierten Anpassungen, die Retroviren entwickelt haben, um während ihrer Evolution zu überleben.
Die Hüllstruktur von RSV besteht aus einem Glykoprotein namens env, das zwei Glykoproteine, gp85 und gp37, umfasst. Nachdem sich diese Glykoproteine an die Rezeptoren der Wirtszelle binden, können sie die Fusion des Virus in die Wirtszelle direkt fördern, ohne den pH-Wert zu verändern, sodass der gesamte Infektionsprozess relativ effizient wird.
Nachdem das Virus in die Wirtszelle eingedrungen ist, benötigt es zunächst einen Primer, um den Transkriptionsprozess zu starten. RSV verwendet 4S-RNA als Primer und 70S-RNA als Matrize für die DNA-Synthese. Reverse Transkriptase ist als RNA-abhängige DNA-Polymerase für die Transkription viraler RNA in einen vollständigen komplementären DNA-Strang verantwortlich. Diese Reihe von Prozessen zeigt die Effizienz und Anpassungsfähigkeit von RSV während des Infektionsprozesses.
Die Forschung zu RSV hilft Wissenschaftlern nicht nur, ein tieferes Verständnis der Krebsentstehung zu erlangen, sondern fördert auch die Erforschung und Erforschung anderer Tumorviren. Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie wird erwartet, dass diese Studien die zugrunde liegenden Mechanismen der Tumorentstehung weiter aufdecken und den Grundstein für die Erforschung neuer Behandlungen legen. Denn wie viele Geheimnisse bergen RSV und andere Tumorviren, die wir noch nicht entdeckt haben?
