Den Begriff „Virus“ verbin­det man gewöhn­lich mit einer parasi­tä­ren Lebens­form, die sich nach einer Infek­tion negativ auf die Wirts­zelle auswirkt. Viren stellen eine wesent­li­che Kompo­nente im Leben von Mitglie­dern aller drei Domänen, die sämtlich von Viren infiziert werden können, dar. Weil nur wenig über deren Virus-Wirt-Inter­ak­tio­nen bekannt ist, sind dieje­ni­gen Mikro­or­ga­nis­men, welche zur Domäne der Archaeen gehören, hier von beson­de­rem Inter­esse. Sowohl Archaeen als auch ihre Viren reprä­sen­tie­ren einen Großteil der mikro­biel­len Vielfalt auf unserem Plane­ten. Es wird vermu­tet, dass in einigen von Archaeen dominier­ten Milieus die Hälfte der Zellen zu einem bestimm­ten Zeitpunkt mit einem Virus infiziert sein muss. Daher ist es sehr wahrschein­lich, dass ein neues Virus auf eine bereits infizierte Zelle trifft, was wiederum zu einem Wettbe­werb um zellu­läre Ressour­cen führen würde. Um dies zu umgehen haben einige Viren Mecha­nis­men entwi­ckelt, die eine Infek­tion ihrer Wirts­zelle gegen eine Super­in­fek­tion zu blockie­ren. Dieses Phäno­men ist unter dem Begriff Super­in­fek­ti­ons­aus­schluss (SIE) bekannt. Kennt­nisse über den Ausschluss von Super­in­fek­tio­nen und die detail­lier­ten moleku­la­ren Mecha­nis­men sind jedoch noch nicht sehr tief. Die Erkennt­nisse, die wir über sie haben, stammen haupt­säch­lich aus Studien mit Viren, welche Bakte­rien infizie­ren. Die genann­ten Mecha­nis­men müssen nun erstmals für archaeale Viren bestimmt werden.
Dieses Projekt soll einen ersten Einblick in die Voraus­set­zun­gen für den Ausschluss von Super­in­fek­tio­nen (SIE) geben und würde daher wesent­li­che Infor­ma­tio­nen für die weitere Unter­su­chung der moleku­la­ren Mecha­nis­men liefern, die diesem faszi­nie­ren­den Phäno­men bei Haloar­chaealen-Viren zugrunde liegen. Um dieses Ziel zu errei­chen, werde ich verschie­dene Metho­den wie qRT-PCR, Fluores­zenz- und Elektron­mi­kro­sko­pie (TEM) einsetzen.

Super­in­fek­tion: (A) Erfolg­rei­che Infek­tion mit einem Virus (grün). Viren heften sich entwe­der an Oberflä­chen­fi­la­mente (1), wandern zur Zellober­flä­che (2) oder übertra­gen ihr Genom über die Zellmem­bran (3). Das virale Genom kann in das Wirts­ge­nom integriert werden, was auch als Lysoge­nese bezeich­net wird (4a), oder es repli­ziert und bildet neue Virio­nen (4b und 5), die dann aus der Zelle freige­setzt werden, z. B. durch Zelllyse (7). (B) Hemmung der Super­in­fek­tion: Strate­gie der Viren zur Hemmung der Super­in­fek­tion durch andere Viren. Das integrierte Virus kann ein geneti­sches Programm induzie­ren, das zur Hemmung der Super­in­fek­tion ähnli­cher (grün) oder anderer (orange) Virio­nen führt (6), z. B. durch Blockie­rung des Phagen-Rezep­tors (6a) oder durch Verän­de­rung der Zellober­flä­che (6b).