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Characterization of an intranuclear symbiont of Naegleria clarki
Angelika Schwarzhans
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Mikrobiologie, Mikrobielle Ökologie und Immunbiologie
Betreuer*in
Matthias Horn
DOI
10.25365/thesis.59328
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-26556.33170.980572-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Formen intrazellulärer Symbiosen in protistischen Zellen sind vielfältig. Sie wurden
fr verschiedene Bakterienarten, aber auch für verschiedene Nischen innerhalb ihrer eukary-
ontischen Wirte beschrieben. Besonders Amöben dienen häufig als Wirte für Mitglieder
des Bakterienphylums Chlamydiae, welches ausschlielich aus obligat intrazellulären Bak-
terien besteht, die für ihr Potenzial als Human- und Veterinärpathogene bekannt sind.
Während sie meist in das Zytoplasma ihrer Wirte eindringen und in modifizierten, aus
dem Wirt abstammenden Vakuolen gedeihen, werden sie selten als Kolonisatoren anderer
intrazellulärer Nischen gesehen. Tatsächlich ist nur ein solcher Fall im gesamten Phylum
bekannt. Dieses Bakterium, genannt Chlamydiales Bakterium Pn, wurde um den Nukle-
olus der freilebenden Amöbe Naegleria clarki herum gefunden. Hier untersuchte ich die
Morphologie und Physiologie sowohl des Symbionten Pn als auch seines Wirtes während
kontinuierlicher Co-Kultur, sowie in den Anfangsstadien der Infektion. Zusätzlich bietet
diese Studie einen Vergleich der beiden häufig verwendeten Amöbenkulturmethoden, en-
tweder mit Wachstum auf einer bakteriellen Nahrungsquelle oder nährstoffreichem, axenis-
chem Medium. Die Ergebnisse dieses Vergleichs deuten auf Veränderungen in der N. clarki -
Physiologie hin, aber auch auf eine deutliche Verschiebung von wachstumsfördernden zu
wachstumsvermindernden Effekten des Symbionten Pn auf seinen Wirt, beim Übergang
vom bakteriellen zum nährstoffreichen Medium. Untersuchungen des Symbionten Pn mit-
tels Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) zeigen eine Aweichung von anderen Chalmy-
dialarten, nicht nur hinsichtlich seiner einzigartigen Nische, sondern auch hinsichtlich der
Nachweisbarkeit metabolisch weniger aktiver extrazellulärer Stadien, die fr Bakterien des
Phylums ungewöhnlich ist. Für eine amöbeninfizierende Chlamydiae-Art zeigt Pn einen
kurzen Entwicklungszyklus von nur 48 Stunden, was letztlich zu einer stabilen, chronis-
chen Infektion der Amöbenpopulation mit dem Symbionten führt. Zusammengenommen
stellt diese Studie einen wichtigen Ausgangspunkt für weitere, tiefer gehende Untersuchun-
gen einer einzigartigen chamydialen intranukleären Symbiose dar, zeigt aber auch die Be-
deutung für die Beurteilung der Wirkung verschiedener Amöbenkulturmethoden auf die
Wirts-Symbiontenbeziehung.
Abstract
(Englisch)
Forms of intracellular symbioses in protist cells are diverse. They have been described for
various bacterial species, but also for differing niches inside their eukaryotic hosts. Espe-
cially amoeba frequently serve as hosts to members of the bacterial phylum Chlamydiae,
which is comprised solely of obligate intracellular bacteria well known for their potential
as human and veterinary pathogens. While they mostly invade their hosts cytoplasm and
thrive within modified host-derived vacuoles, they are rarely seen colonizing other intracel-
lular niches. In fact only one such case is known within the whole phylum. This bacterium,
termed Chlamydiales bacterium Pn, has been found located around the nucleolus of the
free-living amoebae Naegleria clarki. Here I investigated morphology and physiology of both
the symbiont Pn and its host during continuous co-culturing, as well as at the initial stages
of infection. Additionally this study offers a comparison of the two frequently used amoeba
culturing methods, either involving growth on a bacterial food source, or nutrient rich, axenic
medium. Results of this comparison indicate changes in the N. clarki physiology, but also a
major shift from growth enhancing to growth decreasing effects of the symbiont Pn towards
its host, upon transition from bacteria-fed to nutrient rich medium. Investigations of the
symbiont Pn, using fluorescence in situ hybridization (FISH) show a divergence from other
chlamydial species, not only concerning its unique niche, but also by the detectability of the
metabolically less active extracellular stages, which is unusual for bacteria of the phylum.
For an amoeba infecting Chlamydiae species, Pn shows a short developmental cycle of only
48 hours, ultimately leading to a stable, chronic infection of the amoeba population with
the symbiont. Taken together this study represents an important starting point for further,
deeper investigations of a unique chamydial intranuclear symbiosis, but also shows the im-
portance in assessing the effect of different amoeba culturing methods on the host-symbiont
relationship.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Symbiosis Nukleus Intranuklear Chlamydiae Naegleria
Schlagwörter
(Deutsch)
Symbiose Zellkern Intranukleär Chlamydien Naeglerien
Autor*innen
Angelika Schwarzhans
Haupttitel (Englisch)
Characterization of an intranuclear symbiont of Naegleria clarki
Paralleltitel (Deutsch)
Charakterisierung eines intranukleären symbionten von Naegleria clarki
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
v, 58 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Matthias Horn
AC Nummer
AC15503963
Utheses ID
52389
Studienkennzahl
UA | 066 | 830 | |