Quelltext der Seite Endogenes Retrovirus

[[Datei:Classes of ERVs.svg|mini|250px|Verschiedene Klassen endogener Retroviren, [[Dendrogramm]] erstellt anhand der Sequenz des ''pol''-Gens]]

'''Endogene Retroviren''' ('''ERV''') sind [[Retroviren]], die keinen vollständigen [[Replikation]]szyklus durchlaufen, sondern als [[Provirus]] von Generation zu Generation im [[Genom]] des [[Wirt (Biologie)|Wirts]] weitervererbt werden. Man nimmt an, dass sie vor vielen Generationen durch [[Infektion]] der [[Keimbahn]]zellen von Menschen und anderen [[Wirbeltiere]]n entstanden sind.

== Eigenschaften ==
Retroviren sind [[Viren]], die mit Hilfe des viralen Enzyms [[Reverse Transkriptase]] ihr [[Ribonukleinsäure|RNA]]-Genom in [[Desoxyribonukleinsäure|DNA]] umschreiben, um sie in das Genom ihrer Wirtszelle integrieren zu können. Die meisten Retroviren können nur einige [[Soma (Zellbiologie)|somatische]] [[Zelltyp]]en infizieren. Wenn es einigen gelingt, [[Keimzelle]]n zu infizieren und damit auf die nachfolgenden Generationen weitervererbt zu werden, werden sie zu endogenen Retroviren, die über lange Zeiträume im Genom ihrer Wirtsspezies verbleiben können.

Zum Teil bleiben endogene Retroviren nur über kurze Zeit (einige hundert Generationen) infektiös, weil sich bei der Replikation durch den Wirt Mutationen ansammeln, die zur schleichenden Virus-Inaktivierung führen. Grundsätzlich neigen die endogenen Retroviren zu Mutationen, weil sie keine Proteine codieren, die für die Zellen notwendig sind.

Andere bleiben aktiv und können weiterhin exogene [[Virion|Viruspartikel]] produzieren. Vollständige und damit prinzipiell replikationsfähige [[Provirus|Proviren]] sind jedoch die Ausnahme und machen nur etwa 0,5 Prozent des menschlichen Genoms aus.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.pharmazeutische-zeitung.de/index.php?id=32665 |titel=Parasiten im Genom |autor=Christiane Hohmann |werk=[[Pharmazeutische Zeitung]] |datum=2010-07 |zugriff=2017-08-11}}</ref>

Unter bestimmten Bedingungen kann eine Remobilisierung der endogenen Retroviren stattfinden, die dann eine [[Transposon|Transposition]] durchführen. Diese mobilen Elemente, bei denen zum Teil nur die [[Long terminal repeat|LTR]]-Regionen noch vorhanden ([[Konservierung#Evolution|konserviert]]) sind, werden dann auch als [[LTR-Retrotransposon]]s bezeichnet.

== Geschichte ==
Endogene Retroviren wurden Ende der 1960er Jahre entdeckt. Drei verschiedene Typen endogener Retroviren wurden etwa gleichzeitig beschrieben: Das [[Aviäres Leukosevirus|Aviäre Leukosevirus]] (ALV) aus dem Haushuhn (''Gallus gallus'') und das [[Murines Leukämievirus|Murine Leukämievirus]] (MLV) sowie das [[Maus-Mammatumorvirus]] (MMTV) aus der [[Hausmaus]] (''Mus musculus'').

Bis 2007 ging man davon aus, dass nur die einfachen, nicht jedoch die komplexen Retroviren zu endogenen Retroviren werden können (eine Ausnahme bilden die [[Spumaviren]]).<ref>Robin A. Weiss: ''The discovery of endogenous retroviruses'' In: ''Retrovirology.'' 3. Oktober 2006, Band 3, S. 67 → ''Review.'' PMID 17018135, [[doi:10.1186/1742-4690-3-67]].</ref> 2007 wurde dann das erste endogene Retrovirus, das von einem [[Lentivirus]] und damit von einem komplexen Retrovirus stammt, beschrieben: Das ''rabbit endogenous lentivirus type K'' (RELIK).<ref>Aris Katzourakis, Michael Tristem, Oliver G. Pybus, Robert J. Gifford: ''Discovery and analysis of the first endogenous lentivirus.'' In: ''Proceedings of the National Academy of Sciences.'' (PNAS) 10. April 2007, Band 104, Nr. 15, S. 6261–6265, PMID 17384150, [http://www.pnas.org/content/104/15/6261.full Volltext]</ref> Die einzige Retrovirus-Gattung, von der bisher keine endogenen Retroviren beschrieben wurden, sind somit die Deltaretroviren.

== Humane endogene Retroviren ==
'''Humane endogene Retroviren''' ('''HERV''') kommen in großer Zahl im menschlichen Genom vor. Da sie bereits vor sehr langer Zeit Bestandteil des Genoms wurden, haben sich in ihrer Sequenz zahlreiche Mutationen aller Art angesammelt, darunter [[Punktmutation]]en, [[Deletion]]en, [[Insertion (Genetik)|Insertionen]] anderer [[Retroelement]]e, [[Rekombination (Genetik)|Rekombinationen]] und [[Minisatellit|Mini-]] und [[Mikrosatellit]]en-Expansion. Die retroviralen Sequenzen sind daher bereits stark verändert und oft schwer zu finden.<ref>Jan Paces, Adam Pavlícek, Václav Paces: ''HERVd: database of human endogenous retroviruses.'' In: ''[[Nucleic Acids Research]].'' 2002, Bd. 30, Nr. 1, S. 205–206, [http://nar.oxfordjournals.org/content/30/1/205.full Volltext.]</ref> Manche HERV stehen im Verdacht, an der Entwicklung mancher [[Autoimmunerkrankung]]en beteiligt zu sein, insbesondere mit [[Multiple Sklerose|Multipler Sklerose]]. Andere sorgen für die Entwicklung und Regulation wichtiger Organe, z.&nbsp;B. der Plazenta bei Säugetieren (siehe [[Syncytin]]).<ref>P. Perot, P. A. Bolze, F. Mallet: ''From Viruses to Genes: Syncytins.'' In: Günther Witzany (Hrsg.): ''Viruses: Essential Agents of Life.'' Springer, Dordrecht / New York 2012, ISBN 978-94-007-4898-9, S. 325–361.</ref>

Im Rahmen des [[Humangenomprojekt]]s wurden im menschlichen Genom mehrere tausend ERV gefunden, die zunächst in 24 verschiedene „Familien“ eingeteilt werden und etwa 8 % des menschlichen Genoms ausmachen.<ref>E. Lander u.&nbsp;a.: ''Initial sequencing and analysis of the human genome.'' In: ''[[Nature]].'' 2001, Bd. 409, S. 860–921.</ref> Neueren Erkenntnissen zufolge sind es bereits 31 verschiedene Gruppen,<ref name="ancient retroviruses">E. C. Holmes: ''Ancient lentiviruses leave their mark.'' In: ''[[Proceedings of the National Academy of Sciences]].'' (PNAS) 10. April 2007, Bd. 104, Nr. 15, S. 6095–6096, PMID 17404211.</ref> die jeweils durch ein einzelnes Integrationsereignis entstanden sind.<ref name="Gifford Evolution">R. J. Gifford: ''Evolution at the host-retrovirus interface.'' In: ''Bioessays.'' Dez. 2006, Bd. 28, Nr. 12, S. 1153–1156, PMID 17117481.</ref>

== Endogene Retroviren bei Schweinen ==
'''Porcine endogene Retroviren''' ('''PERV''') sind die endogenen Retroviren der [[Schweine]]. Je nach Schweinerasse liegen 3 – 140 Kopien von PERV im Genom eines Schweines vor. Die Retroviren PERV-A und PERV-B finden sich bei allen Schweinerassen, PERV-C bei den meisten. Die ersten beiden Formen können im Laborversuch auch menschliche Zellen infizieren, PERV-C nur Schweinezellen. Jedoch können sich Rekombinationen der PERV bilden, die dann ebenfalls infektiös sein können.

Der einzige Weg, sie zu inaktivieren, ist die Genomentfernung mittels [[Genomchirurgie|''Genome editing'']]. Ein früherer Versuch mit [[Zinkfingernukleasen|Zinkfinger-Nukleasen]] ist gescheitert, da die multiplen Genveränderungen sich am Ende als [[cytotoxisch]] erwiesen haben. Nun ist es aber gelungen, zunächst in immortalen Schweine-Zelllinien mittels [[CRISPR-Cas]] 62 PERV-Sequenzen zu eliminieren, und 2017 konnten lebende Schweine gezüchtet werden, nachdem 25 PERV-Sequenzen aus dem Genom entfernt wurden.

Die PERV und ihre Inaktivierung stehen im Fokus der Forschung, weil Schweine als Organspender für [[Xenotransplantation]]en in Betracht kommen und die PERV dabei ein Sicherheitsrisiko darstellen.<ref>Joachim Denner: ''Paving the path toward procine Organs for transplantation'' [[New England Journal of Medicine]] 2017, Band 377, Ausgabe 19 vom 9. November 2017, Seiten&nbsp;1891–1893, [[doi:10.1056/NEJMcibr1710853]]</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.zeit.de/wissen/gesundheit/2017-08/crispr-gentechnik-organspende-schweine-transplantation |titel=Schwein ist mein ganzes Herz |autor=Sven Stockrahm |werk=[[Zeit Online]] |datum=2017-07-11 |zugriff=2017-08-14}}</ref>

== Literatur ==
* ''Retrotransposons, Endogenous Retroviruses, and the Evolution of Retroelements.'' In: John M. Coffin, Stephen H. Hughes, Harold Varmus: ''Retroviruses.'' Cold Spring Harbor Laboratory Press, Plainview NY 1997, ISBN 0-87969-497-1.
* Roswitha Löwer, [[Johannes Löwer]], [[Reinhard Kurth]]: ''The viruses in all of us: Characteristics and biological significance of human endogenous retrovirus sequences.'' In: ''Proceedings of the National Academy of Sciences.'' (PNAS) 28. Mai 1996, Bd. 93, Nr. 11, S. 5177–5184, [http://www.pnas.org/content/93/11/5177.full.pdf+html Volltext] (PDF).
* Luis P Villarreal: ''Viruses and the Evolution of Life.'' ASM Press, Washington 2005.

== Weblinks ==
* kereng: [https://www.ag-evolutionsbiologie.net/html/2010/evolutionsbeweis-retroviren.html Evolutionsbeweis durch endogene Retroviren], AG EvoBio vom 13. September 2010, abgerufen am 16. Februar 2020.
* [https://herv.img.cas.cz/ HERVd – Human Endogenous Retrovirus Database], Institute of Molecular Genetics of the ASCR, abgerufen am 16. Februar 2020.
* Nadja Podbregar: [https://www.scinexx.de/dossierartikel/geheime-helfer/ Geheime Helfer - Welche Funktion haben endogene Retroviren in uns?], auf: scinexx.de vom 5. November 2010, abgerufen am 16. Februar 2020
* [[Reinhard Kurth]]: [https://www.spektrum.de/magazin/entdeckung-von-viren-im-menschlichen-erbgut/821099 Entdeckung von Viren im menschlichen Erbgut], Spektrum der Wissenschaft 9 / 1993

== Einzelnachweise ==
<references />

<!--kein Taxon-->
[[Kategorie:Retroviren]]
[[Kategorie:Nicht-taxonomische Virusgruppe]]