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Evolutionary genomics of the Chlamydiae
Daryl Domman
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium NAWI Bereich Lebenswissenschaften (Dissertationsgebiet: Biologie)
Betreuer*in
Matthias Horn
DOI
10.25365/thesis.39017
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29646.74132.323969-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das bakterielle Phylum Chlamydiae setzt sich aus intrazellulären Parasiten zusammen, die eine direkte Relevanz für die menschliche und tierische Gesundheit haben. Annähernd 84 Millionen Menschen leiden unter den Folgen einer Infektion mit Chlamydia trachomatis, der führenden Ursache für vermeidbare Blindheit. Während sich selbstverständlich viel Forschung auf diese Pathogene konzentriert, repräsentieren sie eigentlich nur einen kleinen Teil der Chlamydien-artigen Organismen. Ausserhalb der Familie der Chlamydiaceae, welche die wohlbekannten Pathogene beinhält, liegt eine gigantische Vielfalt von Chlamydien-artigen Organismen, die wiederum eine fantastische Auswahl an eukaryotischen Wirten ihr eigen nennen, die sich von frei lebenden Protisten über kaum studierte marine Würmer, Fische und Insekten erstreckt. Diese Arbeit versucht mit Hilfe von Genomik die Entstehungsgeschichte dieser erstaunlichen Mikroben freizulegen. Zuerst untersuchten wir die Evolution von genetischem Inhalt über evolutionäre Zeit und fanden dabei massive genomische Ausdehnung als ein Resultat von Genduplikation. Der Evolutionsmodus für wirtsassoziierte Mikroben ist einigermaßen einzigartig und könnte einen neuen Weg widerspiegeln in dem Organismen genomische Diversität generieren. Zum Zweiten wandten wir vergleichende Genomik an um die vorhergesagten regulatorischen Netzwerke aller zur Gänze sequenzierten chlamydien-artigen Organismen aufzuklären. Diese Arbeit stellt die erste Phylum-weite Untersuchung dar, die Einsicht in die Regulation der Genexpression gibt und notwendiges Licht auf die im Dunkeln liegende Konservierung und Differenzierung der Genregulation zwischen den chlamydien-artigen Organismen wirft. Zum Dritten testeten wir mit robusten Methoden eine führende evolutionäre Hypothese bezüglicher der Rolle von ursprünglichen Chlamydien in der Ausbildung der Plastidenendosymbiose. Mit Hilfe von genaueren, komplexen phylogenetischen Modellen konnten wir zeigen, dass es nur wenige unterstützende Hinweise für eine Rolle der Chlamydien in der symbiotischen Vereinnahmung der Plastiden gibt. Das Ausmaß und die Breite der angewandten evolutionären genomischen Analysen in dieser Arbeit haben weitgreifende Implikationen für das Feld der Chlamydienbiologie und erweitern im Allgemeinen unser Verständnis der evolutionären Kräfte, die auf wirtsassoziierte Mikroorganismen wirken.
Abstract
(Englisch)
The bacterial phylum Chlamydiae is comprised of obligate intracellular parasites with direct relevance to human and animal health. The human pathogen Chlamydia trachomatis affects nearly 84 million people globally, and represents the leading cause of preventable blindness in the world. While much research focus has naturally been on these pathogens, they represent only a small fraction of the diversity of chlamydial organisms. Outside of the family Chlamydiaceae, which are the family pertaining to the known pathogens, lies a tremendous diversity of chlamydial organisms and they are associated with a fantastic array of eukaryotic hosts, ranging from free-living protists, enigmatic marine worms, fish, and insects. This work sought to use genomics to uncover the evolutionary history of these amazing microbes. Firstly, we studied the evolution of gene content throughout evolutionary time, discovering that certain chlamydial lineages have had tremendous genomic expansions as a result of gene duplications. The specific mode of evolution is rather unique for host-associated microbes and may represent a novel way in which these organisms generate genomic diversity. Secondly, we used comparative genomics to elucidate predicted regulatory networks for all fully sequenced chlamydial organisms. This work provides the first phylum wide examination as to how chlamydial organisms regulate gene expression and shed much needed insight on the conservation and differences in gene regulation between chlamydial organisms. Thirdly, we robustly tested a leading evolutionary hypothesis concerning the role of ancient chlamydiae in the establishment of the plastid endosymbiosis. Using more accurate complex phylogenetic models, we showed that there is little evidence to support the role of chlamydiae in the plastid symbiotic capture. The scope and breadth of evolutionary genomics analyses presented in this work have far reaching implications within the field of chlamydial biology and more generally furthers our understanding of evolutionary forces acting upon host-associated microbes.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Evolution Chlamydiae genomics
Schlagwörter
(Deutsch)
Evolution Chlamydien genomische Analysen
Autor*innen
Daryl Domman
Haupttitel (Englisch)
Evolutionary genomics of the Chlamydiae
Paralleltitel (Deutsch)
Evolution der Chlamydien basierend auf genomischen Analysen
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
140 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Ming Tan ,
Tal Dagan
AC Nummer
AC12675051
Utheses ID
34564
Studienkennzahl
UA | 794 | 685 | 437 |