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Göttingen Richard Neher hält Vortrag „Evolution im Zeitraffer“ im Xlab
Campus Göttingen Richard Neher hält Vortrag „Evolution im Zeitraffer“ im Xlab
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19:47 27.01.2014
Von Angela Brünjes
Grippeimpfung: Mit mathematischen Modellen soll die Evolution des Virus vorhergesagt werden.
Grippeimpfung: Mit mathematischen Modellen soll die Evolution des Virus vorhergesagt werden. Quelle: dpa
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Göttingen

Der Physiker vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen hat am Montag mit seinem Vortrag „Evolution im Zeitraffer“ das Xlab-Science Festival eröffnet. Fast alle 420 Plätze im Hörsaal MN 08 der Fakultät für Geowissenschaften und Geographie waren besetzt.

Seit die Genomanalyse maschinell preislich günstig und in großer Zahl vorgenommen werden kann, sind zunehmend auch Mathematiker, Informatiker und Physiker auf dem Gebiet der Biologie beschäftigt, um die Daten zu analysieren. Neher, der in Göttingen und München Physik studierte, will mit seiner Forschergruppe die Evolution von Viren so berechnen, dass Impfstoffe oder Medikamente, beispielsweise gegen Grippe­viren oder HIV, wirksamer werden.

Während beim Menschen evolutionäre Veränderungen in langen Zeitspannen erfolgen, ist das bei Viren innerhalb weniger Jahre geschehen. So kann sich das seit 120 Jahren bekannte HIV, das die Immunschwächekrankheit Aids verursacht, eine Million mal schneller verändern als das Genom von Tieren und Pflanzen. 

Hohe Anpassungsfähigkeit

Die Schnelligkeit hat ihre Gründe: „Kurzlebigkeit der Generationen von zwei Tagen, unterschiedliche Wirtstiere erfordern eine hohe Anpassungsfähigkeit, eine 1000-mal höhere Mutationsrate als der Mensch und die besonderen Anforderungen, die das Katz- und Maus-Spiel mit dem jeweiligen Immunsystem, das angegriffen wird, erfordern“,  so Neher.

Auch ein Virus verändert sich durch Selektion, Mutation oder Rekombination. „Aber die Viren müssen Zellen infizieren, um so zu erreichen, dass die Zelle neue Viren produziert“, beschreibt Neher. Sei eine Zelle einmal infiziert, produziere sie leicht 1000 neue Viruspartikel.

So lerne bei einer Aids-Erkrankung das Immunsystem zwar mit dem Virus umzugehen, könne ihn aber nicht besiegen, weil dessen zahlreiche Mutationen immer neue Angriffsformen zeigten. „Die Killerzelllen überreden die Zellen, sich selbst umzubringen“, was am Ende Ursache für die massive  Anfälligkeit des Immunsystems sei, das dann andere Krankheiten nicht mehr abwehren könne, die zum Tode führten. Bei Aids verändert sich der Virus im Wirt. Bei der Grippe erfolgt die Veränderung außerhalb und es gibt ständig neue Grippeviren.

Impfungen geben keine Immunität

„Deshalb ist die Sorge so groß, dass sich ein Virus durchsetzt, der nicht zu bekämpfen ist“, erklärt Neher. Anders als bei den Masern – übertragen von einem hochinfektiösen, aber sich kaum verändernden Virus – kann ein und dieselbe Person mehrmals an der Grippe erkranken. „Dieser Virus verändert sich immer wieder so, dass Immunität nicht gegeben ist und deshalb die Impfung immer wieder aktualisiert werden muss.

Und diese Evolution ist hinsichtlich der Stammbaumlinien nicht vorhersagbar. Nehers Forschungsgruppe arbeitet zusammen mit der Weltsgesundheitsorganisation (WHO) daran, „Algorithmen zu finden, um die Evolution des Grippevirus vorherzusagen“. Daraus könnte eine potente Impfung entwickelt werden.

Weitere Informationen unter xlab-goettingen.de