Junge Forscher behaupten: Das Coronavirus wurde nicht in einem Labor hergestellt

Junge Forscher behaupten: Das Coronavirus wurde nicht in einem Labor hergestellt

New York, 30.3.2020

Das Erbgut des Virus zeigt, dass SARS-CoV-2 kein Mischmasch bekannter Viren ist, wie es zu erwarten wäre, wenn es vom Menschen hergestellt würde. Und es hat ungewöhnliche Merkmale, die erst kürzlich bei schuppigen Ameisenbären namens Pangolins identifiziert wurden, ein Beweis dafür, dass das Virus aus der Natur stammt, berichten Kristian Andersen und seine Kollegen kürzlich in „Nature Medicine“.

Als Andersen, ein Forscher für Infektionskrankheiten am Scripps Research Institute in La Jolla, Kalifornien, zum ersten Mal von dem Coronavirus hörte, das in China ausbrach , fragte er sich, woher das Virus stammte. Anfänglich glaubten die Forscher, es werde durch wiederholte Infektionen übertragen, die von Tieren auf einem Fischmarkt in Wuhan auf Menschen übergingen und dann von Person zu Person weitergegeben wurden. Analysen anderer Forscher haben inzwischen ergeben, dass das Virus wahrscheinlich nur einmal von einem Tier in eine Person gesprungen ist und seit etwa Mitte November von Mensch zu Mensch verbreitet wurde (SN: 3/4/20).

Doch kurz nachdem Anfang Januar das Erbgut des Virus bekannt wurde, kamen Gerüchte auf, dass das Virus möglicherweise in einem Labor entwickelt und absichtlich oder versehentlich freigesetzt wurde.

Ein unglücklicher Zufall hat Verschwörungstheorien angeheizt, sagt Robert Garry, Virologe an der Tulane University in New Orleans. Das Wuhan Institute of Virology befinde sich „in unmittelbarer Nähe“ zum Meeresfrüchtemarkt und hätte Untersuchungen zu Viren, einschließlich Coronaviren, durchgeführt, die in Fledermäusen gefunden wurden, die bei Menschen Krankheiten verursachen können. „Das hat die Leute zu der Annahme gebracht, dass es entkommen ist und sich in der Kanalisation versteckt hat“. In der Vergangenheit wurden in anderen Labors versehentlich Viren, einschließlich SARS, freigesetzt. „Das kann man also nicht einfach von der Hand weisen“, sagt Andersen. „Das wäre dumm.“

Auf der Suche nach Hinweisen

Andersen versammelte ein Team von Evolutionsbiologen und Virologen, darunter Garry, aus mehreren Ländern, um das Virus auf Hinweise zu untersuchen, die möglicherweise von Menschen hergestellt oder in einem Labor gezüchtet und versehentlich freigesetzt wurden.

„Wir sagten:“ Nehmen wir diese Theorie – von der es mehrere Versionen gibt -, dass das Virus keinen natürlichen Ursprung hat … als ernsthafte potenzielle Hypothese „, sagt Andersen.

Die Forscher trafen sich über Slack und andere virtuelle Portale und analysierten das Erbgut oder die RNA-Sequenz des Virus auf Hinweise auf seine Herkunft.

Es war „fast über Nacht“ klar, dass das Virus nicht von Menschen gemacht wurde, sagt Andersen. Jeder, der einen Virus erstellen möchte, muss mit bereits bekannten Viren arbeiten und diese so entwickeln, dass sie die gewünschten Eigenschaften haben.

Das SARS-CoV-2-Virus weist jedoch Komponenten auf, die sich von denen früher bekannter Viren unterscheiden, sodass sie von einem unbekannten Virus oder Viren in der Natur stammen mussten. „Genetische Daten zeigen unwiderlegbar, dass SARS-CoV-2 nicht von einem zuvor verwendeten Virus-Backbone abgeleitet ist“, schreiben Andersen und Kollegen in der Studie.

„Dies ist kein Virus, den sich jemand ausgedacht und zusammengeschustert hätte. Es hat zu viele unterschiedliche Merkmale, von denen einige nicht intuitiv sind “, sagt Garry. „Sie würden dies nicht tun, wenn Sie versuchen würden, einen tödlicheren Virus zu erzeugen.“

Andere Wissenschaftler sind sich einig. „Wir sehen absolut keine Beweise dafür, dass das Virus entwickelt oder absichtlich freigesetzt wurde“, sagt Emma Hodcroft, eine molekulare Epidemiologin an der Universität Basel in der Schweiz. Sie war nicht Teil von Andersens Gruppe, sondern Mitglied eines Wissenschaftlerteams von Nextstrain.org, das kleine genetische Veränderungen im Coronavirus verfolgt, um mehr über die weltweite Verbreitung zu erfahren.

Dieser Befund entlarvt eine weithin umstrittene Analyse, die vor der Begutachtung auf bioRxiv.org veröffentlicht wurde und behauptet, HIV-Stücke im Coronavirus gefunden zu haben, sagt Hodcroft. Andere Wissenschaftler wiesen schnell auf Mängel in der Studie hin, und die Autoren zogen den Bericht zurück, aber nicht bevor er die Vorstellung beflügelte, dass das Virus entwickelt wurde.

Einige Abschnitte des genetischen Materials des Virus ähneln HIV, aber das ist etwas, das von diesen Viren herrührt, die während der Evolution einen gemeinsamen Vorfahren haben, erklärt.

Besondere Merkmale finden

Als nächstes machte sich Andersens Gruppe daran, festzustellen, ob der Virus versehentlich aus einem Labor freigesetzt worden sein könnte. Dies war eine ernstzunehmende Möglichkeit, da Forscher vielerorts mit Coronaviren arbeiten, die das Potenzial haben, Menschen zu infizieren, sagt er. „Manchmal kommt etwas aus dem Labor, fast immer aus Versehen“, fügt er hinzu.

Andersen zufolge fielen den Forschern einige unerwartete Merkmale des Virus auf. Insbesondere enthält das Gen, das für das Spike-Protein des Coronavirus kodiert, 12 zusätzliche RNA-Bausteine ​oder Nukleotide. Dieses Spike-Protein ragt aus der Virusoberfläche heraus und ermöglicht es dem Virus, sich an menschliche Zellen zu binden und in diese einzudringen. Diese Insertion von RNA-Bausteinen fügt dem Spike-Protein vier Aminosäuren hinzu und schafft eine Stelle im Protein, an der ein Enzym namens Furin geschnitten werden kann. Furin wird in menschlichen Zellen hergestellt und spaltet Proteine nur an Stellen, an denen eine bestimmte Kombination von Aminosäuren gefunden wird, wie die durch die Insertion erzeugte. SARS und andere SARS-ähnliche Viren haben diese Schnittstellen nicht.

Das Spike-Protein des COVID-19-Virus bindet auch enger an ein Protein auf menschlichen Zellen namens ACE2 als SARS (SN: 3/10/20). Eine engere Bindung kann es SARS-CoV-2 ermöglichen, Zellen leichter zu infizieren. Zusammen können diese Merkmale erklären, warum COVID-19 so ansteckend ist (SN: 13.03.20).

„Diese beiden Merkmale sind sehr eigenartig“ fand Andersen. „Wie erklären wir, wie sie entstanden sind? Ich muss ehrlich sein. Ich war skeptisch dass es natürlich war. Dies könnte in Gewebekulturen geschehen sein in einem Labor, in dem Viren Mutationen annehmen können, da sie sich in Laborschalen viele Male replizieren. In der Natur können Viren, die einige dieser Mutationen tragen, durch natürliche Selektion ausgesondert werden, aber in Laborschalen verbleiben, in denen selbst schwache Viren nicht hart ums Überleben kämpfen müssen.

Den Fall für die Natur klammern

Aber dann verglichen die Forscher SARS-CoV-2 mit anderen Coronaviren, die kürzlich in der Natur gefunden wurden, einschließlich Fledermäusen und Pangolinen. „Es sieht so aus, als ob SARS-CoV-2 eine Mischung aus Fledermaus- und Pangolin-Viren sein könnte“, meinte Garry.

Viren, insbesondere RNA-Viren wie Coronaviren, tauschen häufig Gene in der Natur aus. Das Auffinden von Genen, die mit den Pangolin-Viren verwandt sind, war besonders beruhigend, da das Erbgut dieser Viren erst nach der Entdeckung von SARS-CoV-2 bekannt war, was es unwahrscheinlich macht, dass jemand mit ihnen in einem Labor arbeitet, sagt er.

Insbesondere haben Pangoline auch die Aminosäuren, die die enge Bindung des Spike-Proteins an ACE2 verursachen, stellte das Team fest. Für Andersen war das ein sehr wichtiger Hinweis. Es zeigt, dass es kein Geheimnis gibt, dass es enger an das menschliche [Protein] bindet, weil es auch Pangoline tun. “

Die Anheftungsstellen waren ein weiterer Hinweis darauf, dass das Virus natürlich ist, stellt Andersen fest. An den Haftungsstellen bildet sich ein „Mucinschild“, wodurch das Virus vor einem Angriff des Immunsystems geschützt ist. Laborgewebekulturschalen haben jedoch kein Immunsystem, so dass es unwahrscheinlich ist, dass eine solche Anpassung durch das Wachstum des Virus in einem Labor entsteht.

Die Ähnlichkeit von SARS-CoV-2 mit Fledermaus- und Pangolin-Viren ist laut Hodcroft einer der besten Beweise dafür, dass das Virus natürlich ist. „Dies bedeutet: es gibt noch ein weiteres Tier, das auf den Menschen übergreift“, sagt sie. „Es ist wirklich die einfachste Erklärung für das, was wir sehen.“ Die Forscher sind sich immer noch nicht sicher, welches Tier die Quelle war.

Andersen meint , dass durch ihre Analyse Verschwörungstheorien nicht verschwinden werden. Trotzdem glaubt er, dass sich die Analyse gelohnt hat.