Detailansicht
Infection of giant tubeworm skin by Endoriftia symbiont and Mollicutes
Regina Pechotsch
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Ecology and Ecosystems
Betreuer*in
Monika Bright
DOI
10.25365/thesis.44182
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-28093.20135.897753-2
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Nach der Entdeckung von hydrothermalen Quellen in der Tiefsee, sind die Symbiosen in Vestimentifera ausgiebig untersucht worden. Der Riesenröhrenwurm Riftia pachyptila, welcher den Ostpazifik bewohnt, ist ein sehr bekanntes Mitglied dieser Gruppe. Riftia ist ein darmloser und mundloser Wurm und seine Ernährung beruht auf einem chemolithoautotrophen, schwefeloxidierenden Gammaprotoebakterium, Candidatus Endoriftia persephone. Dieser Endosymbiont bewohnt Wirtszellen in einem speziellen Organ bekannt als Trophosom. Es betritt den Wirten über horizontale Übertragung von Neuem in jeder Wirtsgeneration durch die entwickelnde Röhre und Haut, wenn die Röhrenwurmlarve sich niederlässt. Weitere Infektion wird in Juvenilen durch Apoptose von Epidermis, Muskeln und mesodermalen Gewebe beendet. In erwachsenen Röhrenwürmern ist der Symbiont auf das Trophosom begrenzt und verlässt seinen Wirten nur auf Tod des Wurmes. Eine längere Übertragung oder eine Freilassung von Endoriftia in lebenden Tieren wurde bis jetzt nicht gezeigt. Neben der Entdeckung von Endosymbionten in der Röhre, wurde Endoriftia nur im Trophosom gefunden, die Haut wurde als Bakterienfrei betrachtet. Zwei vorangegangene Diplomarbeiten veränderten diese Ergebnisse. Endoriftia wurde in der Haut von erwachsenden Individuen und in Juvenilen von Riftia an zwei verschiedenen Standorten mit Denaturierungsgradientengelelektrophorese (DGGE) und Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) nachgewiesen. Zusätzlich wurde ein weiteres Bakterium zugehörig zu der Klasse der Mollicutes in der Haut mit DGGE verzeichnet. Mollicutes, welches wirtsabhängig ist, ist für seine pathogene Rolle in Menschen und als nützlicher Partner in Insekten bekannt. Basierend auf diesen neuen Einsichten, wurde ein längerer Übertragungsmodus und eine Freilassung von Symbionten oder eine Migration in und aus den Röhrenwürmern angenommen. Um den Übertragungszeitrahmen festzulegen und um eine Infektion von einem neuen symbiotischen Bakterium neben Endoriftia ein- oder auszuschließen, konzentriert sich diese Studie auf die Bestimmung und Lokalisation von Endoriftia und Mollicutes in der Haut von erwachsenen Riftia pachyptila. FISH wurde verwendet, um den Symbionten und Mollicutes in Hautproben von zwei verschiedenen Probenahmestellen zu lokalisieren. Neben seiner Lokalisation im Trophosom, wurde Endoriftia in großen Mengen extrazellulär angeheftet an die Hautaußenseite gefunden, vereinzelt im Hohlraum und einige Wenige intrazellulär in den birnenförmigen Drüsen zwischen den Hautmuskeln. Diese Ergebnisse deuten auf eine Kontamination während des Trennungsprozesses der unterschiedlichen Gewebe auf dem Forschungsschiff hin, in welchem die Symbionten des Trophosoms an den Hautstücken hängen blieben und zu positiven Ergebnissen in den zuvor erwähnten Diplomarbeiten führten. Die Resultate zeigen auch, dass wenige Symbionten den Apoptoseprozess in der Haut überleben. Kein Mollicutes wurde innerhalb oder außerhalb der Haut von Riftia entdeckt. Dies weist auch wieder auf eine Kontamination während der Laborarbeit in den DGGE Experimenten von den Diplomarbeiten hin. Demnach bestätigt die aktuelle Studie eine Dual-Partnerschaft zwischen Endoriftia und Riftia nach einer Initialinfektion im Larvenstadium des Wirten.
Abstract
(Englisch)
After the discovery of hydrothermal vents in the deep sea, the symbiosis in Vestimentiferan tubeworms has been intensively investigated. The giant tubeworm Riftia pachyptila, which inhabits the East Pacific Ocean, is one well-known member of this group. Riftia is a gutless and mouthless worm and relies for its nutrition on a chemolithoautotrophic, sulfur-oxidizing gamma proteobacteria, Candidatus Endoriftia persephone. This endosymbiont inhabits host cells in a special organ known as the trophosome. It enters the host via horizontal transmission anew each host generation through the developing tube and skin when the tubeworm larvae settle. Further infection is terminated in juveniles by apoptosis of epidermis, muscles and mesodermal tissue. In adult tubeworms the symbiont is restricted to the trophosome and leaves its host only upon worm death. A longer transmission mode or the release of Endoriftia in live animals has not been shown yet. Beyond endosymbionts detected in the tube, Endoriftia was found only in the trophosome; the skin was considered to be free of bacteria. Two previous diploma theses changed these findings. Endoriftia was detected in the skin of adult individuals and in juveniles of Riftia from two different sites by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and fluorescence in situ hybridization (FISH). Additionally, another bacterium belonging to the class of Mollicutes was recorded in the skin by DGGE. Mollicutes, which is host dependent, is known for its pathogenic role in humans and as a beneficial partner in insects. Based on these new insights, a longer transmission mode and a release of symbionts or a migration into and out of the tubeworm was hypothesized. To determine the transmission timeframe and to include or exclude an infection by a new symbiotic bacterium besides Endoriftia, this study focuses on determining and localizing Endoriftia and Mollicutes in the skin of adult Riftia pachyptila. FISH was used to localize the symbiont and Mollicutes in skin samples from two different sampling sites. Beyond its localization in the trophosome, Endoriftia was found extracellularly in huge aggregations stuck to the outside of the skin, scattered in the coelom, and a few intracellularly inside the pyriform glands between the muscles of the skin. These results indicate a contamination during the separating process of the different tissues on the research vessel, in which the symbionts from the trophosome stuck to skin tissues and led to positive results in the above-mentioned diploma theses. The results also show that a few symbionts survive the apoptosis process inside the skin. No Mollicutes was detected inside or outside the skin of Riftia. This again suggests a contamination event during the lab work in the DGGE experiments of the diploma studies. Thus, the present study confirms a dual partnership between Endoriftia and Riftia after an initial infection in the larval stage of the host.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
giant tubeworm chemolithoautotrophic endosymbiont Mollicutes fluorescence in situ hybridization
Schlagwörter
(Deutsch)
Riesenröhrenwurm chemolithoautotropher Endosymbiont Mollicutes Fluoreszenz in situ Hybridisierung
Autor*innen
Regina Pechotsch
Haupttitel (Englisch)
Infection of giant tubeworm skin by Endoriftia symbiont and Mollicutes
Paralleltitel (Deutsch)
Infektion der Riesenröhrenwurmhaut vom Endoriftia Symbionten und Mollicutes
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
56 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Monika Bright
Klassifikation
42 Biologie > 42.94 Meeresbiologie
AC Nummer
AC13373752
Utheses ID
39112
Studienkennzahl
UA | 066 | 833 | |