Detailansicht
Microbiome of the photosymbiotic Waminoa flatworm
method development and characterization
Simone Vanessa Müller
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molecular Microbiology, Microbial Ecology and Immunobiology
Betreuer*in
Elizabeth Hambleton
DOI
10.25365/thesis.77582
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-26928.21099.692397-3
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Waminoa ist eine Gattung mariner acoelomater Plattwürmer, die von in photosynthetischer Symbiose oder “Photosymbiose” mit ihnen lebenden einzelligen Dinoflagellaten mit Produkten derer Photosynthese versorgt werden. Die Bedeutung des Mikrobioms in photosymbiotischen Systemen, über den photosynthetischen Symbionten hinaus, wurde in den vergangenen Jahren zunehmend anerkannt, aufgurnd der Nährstoff-basierten und defensiven Symbiosen, die Mikroben mit dem Wirtsorganismus eingehen, als auch wegen dem Potenzial der Mikroben, mit der photosymbiotischen Interaktion im System zu interagieren. Während die symbiotische Alge mit genetischen Markern bereits charakterisiert wurde, gibt es noch keine Beschreibung der Bakterien und Archaea im Mikrobiom von Waminoa. Eine Beschreibung wird zuerst durch High-Throughput Amplicon Sequencing des 16S Small Subunit Markers erstellt, welches ein häufig verwendetes Marker-Gen ist, das über Taxa hinweg konserviert ist. Der hohe Anteil an der Wirts-DNA kann jedoch die bakterielle DNA überwältigen und Schwierigkeiten bereiten, bakterielle DNA durch Amplicon Sequencing zu erreichen. Im Lauf dieser Masterarbeit habe ich mehrere Methoden getestet, um Wirts-DNA von Gewebe-Proben zu entfernen und die dadurch erhaltene bakterielle DNA zu sequenzieren. Das Qiagen QIAamp DNA Microbiome kit entfernte Wirts-DNA am effektivsten. Die Entwicklung von PCR Clamps auf Locked Nucleic Acid (LNA) Basis, zur Vermeidung von Vermehrung der Wirts-DNA während der PCR, erreichte nicht den erwarteten Effekt. In meiner Diskussion gehe ich auf den potenziellen Einfluss der verschiedenen Methoden auf Endergebnisse ein. Zuletzt vergleiche ich die Mikrobiome zwei verschiedener symbiotischer Wurmlinien und einer aposymbiotischen Wurmlinie. Diese Unterschiede sind jedoch nicht statistisch signifikant, und es ist unklar, ob dies der biologischen Realität eines Mikrobioms mit niedrigem Artenreichtum zugrunde liegt, oder technischer Schwierigkeiten folgend einer nicht ausreichenden Erfassung des Mikrobioms. Fortsetzung der Tests und der Verbesserung der Extraktion bakterieller DNA sowie Verbesserung der Entfernung der Wirts-DNA sind notwendig, um diese Frage zu beantworten.
Abstract
(Englisch)
Waminoa is a genus of marine acoel flatworm that harbors unicellular dinoflagellate symbionts which supply it with products of photosynthesis, a relationship called photosynthetic symbiosis, or ‘photosymbiosis’. The importance of the microbial community present in a photosymbiotic system, beyond the photosynthetic symbiont, has been increasingly recognised in the past years due to its nutrient-based as well as defensive symbiosis that it forms with the host, and its potential interaction with the photosymbiotic relationship present in the system. While the algae symbiont has been characterized with genetic markers, there has been no characterization of the bacterial and archaeal microbial community of Waminoa. Characterization is initially achieved by high-throughput amplicon sequencing of the 16S small subunit ribosomal marker, which is a commonly used genetic marker conserved across taxa. However, amplicon sequencing of the bacterial 16S DNA is complicated due to the high amount of host DNA overwhelming samples, making it difficult to access bacterial DNA in amplicon sequencing. In this thesis, I have tested multiple methods to remove host DNA from whole tissue extracts and sequenced the attained bacterial DNA. The Qiagen QIAamp DNA Microbiome kit performed the best in terms of host depletion. Development of Locked Nucleic Acid (LNA)-based PCR clamps, designed to block amplification of host DNA, failed to effectively achieve host depletion. I discuss potential bias produced by different DNA extraction and host depletion methods. Finally, I show comparisons of the microbial communities of two lines of symbiotic worms and one line of aposymbiotic worm. However, none of these are statistically significant, and it is not clear if this is due to biological reality of a low abundance / low diversity community, or technical issues resulting in insufficient detection of the microbiome. Further testing and optimizing of bacterial DNA extraction and host DNA depletion is needed to answer this question.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Symbiose Photosymbiosis Acoela Mikrobiom Locked Nucleic Acid Host depletion Amplicon sequencing
Schlagwörter
(Englisch)
Symbiosis Photosymbiosis Acoela Microbiome Locked Nucleic Acid Host depletion Amplicon sequencing
Autor*innen
Simone Vanessa Müller
Haupttitel (Englisch)
Microbiome of the photosymbiotic Waminoa flatworm
Hauptuntertitel (Englisch)
method development and characterization
Paralleltitel (Deutsch)
Mikrobiom des photosymbiotischen Wurms Waminoa
Paralleluntertitel (Deutsch)
Methodenentwicklung und Charakterisierung
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
52 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Elizabeth Hambleton
Klassifikation
42 Biologie > 42.30 Mikrobiologie
AC Nummer
AC17417614
Utheses ID
74438
Studienkennzahl
UA | 066 | 830 | |