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Ecology and evolution of chlamydial symbionts of arthropods
Tamara Halter
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium NAWI Bereich Lebenswissenschaften (DissG: Biologie)
Betreuer*in
Matthias Horn
DOI
10.25365/thesis.72564
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-18556.64093.495973-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Chlamydien sind ein Stamm von obligat intrazellulären Bakterien, die vor über einer Milliarde Jahren eine Nische in Eukaryoten gefunden haben und bis heute erfolgreich fortbesehen. Die bekanntesten Vertreter sind zweifellos die menschlichen Krankheitserreger wie Chlamydia trachomatis, doch hat die Forschung in den letzten Jahren eine enorme Vielfalt jenseits dieser Gruppe aufgedeckt. Diese so genannten Umweltchlamydien kommen in zahlreichen Ökosystemen und verschiedenen Wirten vor und haben erheblich zu dem beigetragen, was wir heute über Chlamydien wissen. Das Hauptziel meiner Forschung war es, unser Wissen über Rhabdochlamydien zu vertiefen - die zu der potenziell größten, aber noch sehr wenig untersuchten Gruppe von Chlamydien gehören und Arthropoden infizieren. Um dieses Ziel zu erreichen, haben wir eine Kombination aus Genomsequenzierung, vergleichender Genomik, Genexpressionsanalysen und Infektionstests eingesetzt. In der ersten Studie haben wir anhand von Amplikon-Sequenzierungsdaten gezeigt, dass Mitglieder der Rhabdochlamydiaceae, von denen man bisher annahm, dass sie mit Arthropoden assoziiert sind, sehr häufig in Boden- und Süßwasser-Ökosystemen vorkommen. Daraus schlossen wir, dass Rhabdochlamydien auch Protisten infizieren können. Darüber hinaus haben wir mit Hilfe der vergleichenden Genomik gezeigt, dass sich die Arthropoden-Symbionten deutlich von anderen Mitgliedern der Familie unterscheiden, und vorgeschlagen, dass sie eine Zwischenstufe der Anpassung der Chlamydien von Protisten zu Wirbeltieren darstellen. Darüber hinaus schlugen wir ein Szenario für die Evolution von Arthropoden-infizierenden Rhabdochlamydien vor bei dem, mobile genetische Elemente zu reduzierten Genomen führen. In der zweiten Studie verwendeten wir R. porcellionis, das einzige kultivierbare Mitglied der Familie, um die Stammdiversität von Rhabdochlamydien zu untersuchen. Mithilfe der vergleichenden Genomik konnten wir Proteine der äußeren Membran und Proteine, die eukaryotische Domänen enthalten, als Hotspots der Variation neben ansonsten sehr identischen Genomen identifizieren. Unsere Infektionsversuche in Insektenzellkulturen zeigten, dass sich die beiden genetisch am stärksten unterschiedlichen Stämme in ihrer Infektiosität unterscheiden. Anhand von Genexpressionsdaten konnten wir das Typ-III-Sekretionssystem, Proteine mit eukaryontischen Domänen und Außenmembranproteine sowie den Transkriptionsfaktor EUO als mögliche Ursachen für die Unterschiede in der Pathogenität identifizieren. In der letzten Studie analysierten wir R. oedothoracis und koexistierende Wolbachia, Cardinium und 'Ca. Tisiphia' Endosymbionten in einem Spinnenwirt. Mithilfe von Sequenzierungsdaten konnten wir zeigen, dass die Symbionten in der Spinne häufig koexistieren. Mit Hilfe der vergleichenden Genomik konnten wir die Beteiligung mobiler Elemente an der Genomrekonstruktion und Evolution von Rhabdochlamydien nachweisen. Außerdem schlugen wir Gene für Wolbachia vor, die für die Manipulation der Fortpflanzung der Spinne verantwortlich sein könnten. Weiters fanden wir eine große Anzahl mobiler Elemente in allen Endosymbionten Genomen und zeigten anhand phylogenetischer Rekonstruktionen gemeinsamer mobiler Elemente, dass sich die Symbionten wahrscheinlich bereits in der Vergangenheit begegnet sind. Insgesamt hat diese Arbeit nicht nur unser Verständnis der Ökologie und Evolution von wirtsassoziierten, intrazellulären Bakterien verbessert, sondern auch unser Wissen über schwer fassbare Pathogene ökologisch wichtiger Arthropoden Gruppen vertieft.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Chlamydien Arthropoden Ökologie Symbionten Mikrobiologie
Autor*innen
Tamara Halter
Haupttitel (Englisch)
Ecology and evolution of chlamydial symbionts of arthropods
Paralleltitel (Deutsch)
Ökologie und Evolution von Chlamydien-Symbionten von Arthropoden
Publikationsjahr
2022
Umfangsangabe
232 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
N.N.
Klassifikation
42 Biologie > 42.30 Mikrobiologie
AC Nummer
AC16670514
Utheses ID
64715
Studienkennzahl
UA | 794 | 685 | 437 |