Unsere Forschung
Aus der One-Health-Perspektive sind evolutionäre Ansätze in mehrfacher Hinsicht eine ideale Ergänzung zu ökologischen Herangehensweisen: Zum einen ermöglichen sie die Rekonstruktion des Verlaufs wichtiger Entstehungsereignisse. Anhand genomischer Variationen können wir den Ursprung eines Krankheitserregers zurückzuverfolgen und wesentliche Erkenntnisse über dessen Herkunftsökosysteme gewinnen. Diese können dann mit ökologischen Ansätzen untersucht werden um zu verstehen, welche Umstände die Ausbreitung des Erregers oder seinen Übergang vom Tier zum Menschen begünstigt haben. Zum anderen kann die Untersuchung der sehr fernen Vergangenheit von Wirts-Virus-Assoziationen unter Berücksichtigung heutiger genomischer Variationen und statistischer Inferenz Aufschluss über die relativen Häufigkeiten von Wirtssprüngen geben. Dadurch lassen sich Erregergruppen von größerer Bedeutung und Prozesse von allgemeiner Tragweite ermitteln. Schließlich bieten uns evolutionäre Ansätze die Möglichkeit, diejenigen Kräfte zu identifizieren, die die Evolution eines Krankheitserregers auf molekularer Ebene geprägt haben. So können z. B. bestimmte Stellen im Genom des Erregers einer positiven Selektion unterworfen gewesen sein, welche mit relevanten phänotypischen Veränderungen einherging, z. B. mit bedenklichen Mutationen im Spike-Protein von SARS-CoV-2. Auf diese Weise lassen sich Vorhersagen darüber treffen, welche genomischen Regionen genau überwacht werden sollten und welche genomische Variation bei der Entwicklung von Therapeutika oder Prophylaxe berücksichtigt werden sollte. Die Abteilung Evolution von Krankheitserregern kann somit einen wichtigen Beitrag zur öffentlichen Gesundheit leisten.
Unsere Forschung
Aus der One-Health-Perspektive sind evolutionäre Ansätze in mehrfacher Hinsicht eine ideale Ergänzung zu ökologischen Herangehensweisen: Zum einen ermöglichen sie die Rekonstruktion des Verlaufs wichtiger Entstehungsereignisse. Anhand genomischer Variationen können wir den Ursprung eines Krankheitserregers zurückzuverfolgen und wesentliche Erkenntnisse über dessen Herkunftsökosysteme gewinnen. Diese können dann mit ökologischen Ansätzen untersucht werden um zu verstehen, welche Umstände die Ausbreitung des Erregers oder seinen Übergang vom Tier zum Menschen begünstigt haben. Zum anderen kann die Untersuchung der sehr fernen Vergangenheit von Wirts-Virus-Assoziationen unter Berücksichtigung heutiger genomischer Variationen und statistischer Inferenz Aufschluss über die relativen Häufigkeiten von Wirtssprüngen geben. Dadurch lassen sich Erregergruppen von größerer Bedeutung und Prozesse von allgemeiner Tragweite ermitteln. Schließlich bieten uns evolutionäre Ansätze die Möglichkeit, diejenigen Kräfte zu identifizieren, die die Evolution eines Krankheitserregers auf molekularer Ebene geprägt haben. So können z. B. bestimmte Stellen im Genom des Erregers einer positiven Selektion unterworfen gewesen sein, welche mit relevanten phänotypischen Veränderungen einherging, z. B. mit bedenklichen Mutationen im Spike-Protein von SARS-CoV-2. Auf diese Weise lassen sich Vorhersagen darüber treffen, welche genomischen Regionen genau überwacht werden sollten und welche genomische Variation bei der Entwicklung von Therapeutika oder Prophylaxe berücksichtigt werden sollte. Die Abteilung Evolution von Krankheitserregern kann somit einen wichtigen Beitrag zur öffentlichen Gesundheit leisten.
Sébastien Calvignac-Spencer
Die Ursprünge der meisten unserer Krankheitserreger sind immer noch sehr rätselhaft. Es besteht kaum ein Zweifel daran, dass mehr Wissen über ihre Entwicklung uns viel darüber sagen würde, was morgen passieren kann.
Sébastien Calvignac-Spencer studierte Biologie an der Universität Toulouse und der Universität Lyon, wo er 2007 promoviert wurde. Er kam 2010 als stellvertretender Leiter in die Gruppe von Fabian Leendertz ans RKI. Dort leitete er die Arbeitsgruppe zum Thema virale Evolution. Seit 2023 ist er Leiter der Abteilung Evolution von Krankheitserregern des Helmholtz-Instituts für One Health und Professor für Evolution von Krankheitserregern an der Universität Greifswald.
In seiner Forschung nutzt er die evolutionäre Genetik, um die komplexen Ursprünge von menschlichen und tierischen Krankheitserregern über große Zeiträume hinweg zu untersuchen - von aufkommenden Atemwegsviren des letzten Jahrhunderts wie dem Influenzavirus von 1918 bis hin zu langjährigen Begleitern der menschlichen Abstammung wie Herpes-Simplex-Viren. Er hat auch ein starkes Interesse daran, technische Grenzen auszuloten und neue Instrumente zu entwickeln. Mit seiner Arbeit leistete er Pionierarbeit bei der Verwendung wirbelloser Tiere als DNA-Probenehmer und weckte in jüngster Zeit das Interesse an alten, in Formalin fixierten Proben - sein Labor hat das bisher älteste Genom eines RNA-Virus, das den Menschen infiziert, aus einem Masernfall von 1912 gewonnen.
Sébastien Calvignac-Spencer ist Mitherausgeber mehrerer Fachzeitschriften (Virus Genes, Evolution, Medicine and Public Health, Molecular Ecology und Molecular Ecology Resources) und derzeit Vorsitzender der Polyomaviridae Studiengruppe des International Committee on Taxonomy of Viruses.
Ausgewählte Publikationen
L. V. Patrono, B. Vrancken, M. Budt, A. Dux, [+18 authors], M. Worobey, T. Schnalke*, T. Wolff*, P. Lemey*, S. Calvignac-Spencer*, Archival influenza virus genomes from Europe reveal genomic variability during the 1918 pandemic. Nat. Commun. (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29614-9
J. F. Gogarten, M. Rühlemann, E. Archie, J. Tung, [+9 authors], J. F. Baines, A. Franke, F. H. Leendertz, S. Calvignac-Spencer, Primate phageomes are structured by superhost phylogeny and environment. PNAS 118, e2013535118 (2021) DOI: 10.1073/pnas.2013535118.
A. Düx, S. Lequime, L. V. Patrono, B. Vrancken, S. Boral, J. F. Gogarten, A. Hilbig, D. Horst, K. Merkel, B. Prepoint, S. Santibanez, J. Schlotterbeck, M. A. Suchard, M. Ulrich, N. Widulin, A. Mankertz, F. H. Leendertz, K. Harper, T. Schnalke, P. Lemey*, S. Calvignac-Spencer*, Measles virus and rinderpest virus divergence dated to the sixth century BCE. Science 368, 1367-1370 (2020) DOI: 10.1126/science.aba9411
J. F. Gogarten, T. J. Davies, J. Benjamino, J. P. Gogarten, J. Graf, A. Mielke, R. Mundry, M. C. Nelson, R. M. Wittig, F. H. Leendertz, S. Calvignac-Spencer, Factors influencing bacterial microbiome composition in a wild non-human primate community in Tai National Park, Cote d'Ivoire. ISME J 12, 2559-2574 (2018). DOI: 10.1038/s41396-018-0166-1
C. Hoffmann, F. Zimmermann, R. Biek, H. Kuehl, [+48 authors], S. R. Klee, R. M. Wittig, S. Calvignac-Spencer, F. H. Leendertz, Persistent anthrax as a major driver of wildlife mortality in a tropical rainforest. Nature 548, 82-86 (2017) DOI: 10.1038/nature23309
