Papillomviren (PV) sind kleine, unbehüllte Viren mit einem zirkulären, doppelsträngigen DNA-Genom in der Größe von etwa 8 kb. Sie werden in PV-Typen und übergeordnete Taxa wie Arten und Gattungen eingeteilt. Ein PV-Typ wird durch die Initialen des Binomens seines Wirtes und ‚PV’ bezeichnet und fortlaufend nummeriert. In der Haut und Schleimhaut von Säugetieren, Vögeln und Schildkröten rufen PV-Infektionen vorwiegend gutartige Läsionen, aber auch bösartige Tumoren hervor. Die geringe Zahl bekannter PV nicht humaner Wirte (68 PV-Typen aus 37 von 5416 Säugetierarten) führte zu widersprüchlichen Annahmen über die Evolution dieser Viren. Ferner sind von klassischen Labortieren keine PV-Typen bekannt, weshalb aktuell kein Maus- oder Rattenmodell existiert. Das Ziel dieser Arbeit war es, neue PV-Typen zu isolieren, ihre potenziellen Eigenschaften bioinformatisch zu charakterisieren und ihre Verwandtschaftsverhältnisse darzustellen. Von verschiedenen Tierarten wurden mithilfe PV-spezifischer PCR zahlreiche neue PV nachgewiesen. Davon konnten sieben vollständige PV-Genome isoliert, kloniert und sequenziert werden. Sie wurden den PV-Nomenklaturregeln entsprechend als EePV1 (Wirt: europäischer Igel), RnPV1 (Wirt: Wanderratte), PphPV1, PphPV2 und PphPV3 (Wirt: Schweinswal), DdPV1 (Wirt: gemeiner Delfin) und TtPV3-Variante (Wirt: atlantischer Weißseitendelfin) bezeichnet. Im Rahmen dieser Arbeit wurden folgende Verwandtschaftsverhältnisse ermittelt: 1. EePV1 wurde als neue PV- Gattung Dyoeta-PV klassifiziert. Es bildete die Schwestergruppe zur Beta-PV- Gattung (Wirte: Primates). Sein Genom besitzt eine zweite nicht kodierende Region, die nur in den nicht näher verwandten Lambda-PV (Wirte: Carnivora) vorkommt und daher wahrscheinlich zweimal unabhängig voneinander entstanden ist. 2. RnPV1 (Wirt: Wanderratte) bildete eine monophyletische Gruppe mit bekannten Pi-PV (Wirte: Rodentia) und zeigte nahe Verwandtschaft zum karzinogenen McPV2 (Wirt: Vielzitzenmaus). 3. Die neuen Cetacea-PV gruppierten sich in zwei unterschiedlichen Linien. Während die meisten eine monophyletische Gruppe mit bekannten Cetacea-PV der Gattungen Omikron- und Upsilon-PV bildeten, war PphPV3 nicht näher mit den übrigen Cetacea-PV verwandt. Außer PphPV3 zeigten die Cetacea-PV in den Stammbäumen der frühen bzw. späten Gene widersprüchliche Positionen. Die TtPV3-Variante wurde aus einer anderen als der eigentlichen Wirtsart (großer Tümmler) isoliert. Es konnte gezeigt werden, dass neben der Ko-Divergenz von Virus und Wirt auch adaptive Radiation, zwischenartliche Übertragung und Anpassung an einen neuen Wirt sowie Rekombination eine Rolle bei der Evolution der PV spielen. Ferner bildet die Isolierung von RnPV1 die Grundlage für die Etablierung eines Tiermodells zur Untersuchung PV-induzierter Erkrankungen anhand eines klassischen Labortieres.
Papillomaviruses (PV) are small, non-enveloped viruses with a circular double stranded DNA genome of approximately 8 kb in size. They are classified into PV types and higher taxonomic levels such as species and genera. PV types are named by the initials of the scientific species name of the host plus ‘PV’ and followed by a continuous numbering. PV infect the skin and mucosa of mammals, birds and turtles and cause benign but also malignant tumours. The small number of non-human PV (68 PV types from 37 of 5416 mammalian species) has led to different assumptions about the evolution of these viruses. Moreover PV types from classical laboratory animals are not known, which is the reason why rat or mouse disease models do not exist for PV. Therefore it was the aim of this work to isolate new PV and to characterise their potential properties by bioinformatic approaches and to analyse their phylogenetic relationships. Numerous new PV types from different animals were identified by PV specific PCR. Out of these, seven complete PV genomes were isolated and subsequently cloned and sequenced. According to PV nomenclature the new PV types were designated as EePV1 (host: European hedgehog), RnPV1 (Host: Norway rat), PphPV1, PphPV2, und PphPV3 (host: Harbour porpoise), DdPV1 (host: Common dolphin), and TtPV3-variant (host: Atlantic white sided dolphin). In this thesis, the following relationships could be determined: 1. EePV1 was classified as the new genus Dyoeta-PV and constituted the sister group of the Beta-PV genus (hosts: primates). Its genome exhibits a second non coding region that is only present in distantly related Lambda-PV (hosts: carnivores) and therefore possibly arose twice independently. 2. RnPV1 constituted a monophyletic group with known Pi-PV (hosts: rodentia) showing a close relationship to the carcinogenic McPV2 (host: multimammate rat). 3. The new cetacean PV clustered in two different lineages. While the majority of them constituted a monophyletic group with the known cetacean Omikron- and Upsilon- PV, PphPV3 was only distantly related to the remaining cetacean PV. Except for PphPV3, all cetacean PV showed conflicting phylogenetic positions within trees calculated either from early or from late genes. TtPV3 variant was isolated from a species distinct from its original host (bottlenose dolphin). It was shown that, beside co-divergence of viruses and hosts, other evolutionary mechanisms such as interspecies transmission and adaption to the new host, adaptive radiation and also recombination are involved in PV evolution. Furthermore the isolation of RnPV1 represents a promising basis for establishment of a new animal disease model to study PV induced diseases including cancer in a classical laboratory animal.
