Detailansicht
Induction and purification of a virus from a novel Lokiarchaea strain
Sophia Lindorfer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molecular Microbiology, Microbial Ecology and Immunobiology
Betreuer*in
Christa Schleper
DOI
10.25365/thesis.81620
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-11259.61967.131492-1
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Asgard-Archaeen gelten als Schlüsselorganismen für das Verständnis des evolutionären Ursprungs von Eukaryonten; jedoch sind die Diversität und Biologie ihrer assoziierten Viren bislang weitgehend unerforscht. Obwohl in aktuellen metagenomischen Studien mehrere mit Asgard-assoziierte Viren identifiziert wurden, bleibt ihre experimentelle Charakterisierung nach wie vor begrenzt, da die Kultivierung ihrer Wirte eine Herausforderung darstellt. Dieses Projekt fokussiert sich auf ein Virus-Wirt-System, bestehend aus dem Fylgjavirus 1 (FylV1), einem integrierten 16,1-kbp-Provirus, und seinem Wirt, einem neuen lokiarchaealen Stamm, Ca. Lokiarchaeum ossiferum B36, welcher in einer Anreicherungskultur gehalten wird. Das integrierte Provirus ist in der Lage, aus seinem integrierten Zustand herauszutreten und sich unabhängig zu replizieren, was mit der Bildung viraler Partikel einhergeht. Jedoch wurden bisher nur sehr wenige Partikel in den Kulturüberständen entdeckt. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob FylV1 durch unterschiedliche potenzielle Stressbedingungen induziert werden kann, darunter die Exposition gegenüber Umgebungsluft, ein erhöhter Salzgehalt und eine Behandlung mit Mitomycin C, welches sich auf die Bildung viraler DNA und Partikelproduktion auswirken sollte. Infolgedessen wurde die Dynamik von FylV1 durch Quantifizierung der zirkulären, viralen DNA und der Zellzahl von Ca. Lokiarchaeum ossiferum B36 über die Zeit untersucht. Zudem wurde zur weiteren Charakterisierung von FylV1 eine Viruspartikelaufreinigung aus Kulturüberständen durchgeführt, während mikroskopie-basierte Analysen verwendet wurden, um mögliche Veränderungen in der Morphologie sowie Verteilung der Wirtszellen zu untersuchen. Unter den getesteten Stressbedingungen führte die Zugabe von 10% Umgebungsluft zur Gasphase der anaeroben Kulturen zu einem Anstieg zirkulärer FylV1-DNA, was darauf hindeutet, dass sauerstoffbedingter Stress die Induktion von FylV1 beeinflussen könnte. Weiters ermöglichte die Viruspartikelaufreinigung die Isolierung von ikosaedrischen virusähnlichen Partikeln mit einem Durchmesser von ~ 55 nm, welche vermutlich Kandidaten für FylV1-Partikel darstellen. Insgesamt liefert diese Studie erste experimentelle Einblicke in ein Asgard-archaeales Virus-Wirt-System, repräsentiert durch das Provirus Fylgjavirus 1 und seinen Wirt, Ca. Lokiarchaeum ossiferum B36 und schafft eine Grundlage für zukünftige Untersuchungen zur Virologie von Asgard-Archaeen.
Abstract
(Englisch)
Asgard archaea are considered key organisms for understanding the evolutionary origin of eukaryotes; however, the diversity as well as biology of their associated viruses remains largely unexplored. Although recent metagenomic studies have identified several viruses linked to Asgard archaea, their experimental characterization is still limited, as the cultivation of their hosts remains challenging. This project focused on a virus-host system including Fylgjavirus 1 (FylV1), an integrated 16.1 kbp provirus, and its host, a novel lokiarchaeal strain Ca. Lokiarchaeum ossiferum B36, which is maintained in enrichment culture. The integrated provirus is able to excise and replicate independently, which is associated with the formation of viral particles. However, only very few particles have so far been discovered in culture supernatants. The aim of this thesis was to investigate whether FylV1 can be induced by different potential stress conditions, including exposure to ambient air, elevated salinity and mitomycin C treatment, and whether these conditions influence viral DNA abundance and particle production. For this purpose, FylV1 dynamics were assessed by quantifying viral DNA and the abundance of Ca. Lokiarchaeum ossiferum B36 cells over time. In addition, virus particle purification was performed from culture supernatants for further characterization of FylV1, while microscopy-based analyses were used to examine potential changes in host cell morphology and distribution. Among the tested stress conditions, the addition of 10% ambient air to the gas phase of the anaerobic cultures resulted in an increase in circular FylV1 DNA, suggesting that oxygen-related stress may influence FylV1 induction. Virus particle purification further enabled the isolation of icosahedral virus-like particles with a diameter of ~ 55 nm, probably representing candidate FylV1 particles. Overall, this study provides initial experimental insights into an Asgard archaeal virushost system, represented by the provirus Fylgjavirus 1 and its host, Ca. Lokiarchaeum ossiferum B36, and establishes a foundation for future investigations into Asgard archaeal virology.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Virologie Archaeale Viren Asgard-Archaeen Virusinduktion Provirus
Schlagwörter
(Englisch)
Virology Archaeal viruses Asgard Archaea Virus induction Provirus
Autor*innen
Sophia Lindorfer
Haupttitel (Englisch)
Induction and purification of a virus from a novel Lokiarchaea strain
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
52 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christa Schleper
Klassifikation
42 Biologie > 42.32 Virologie
AC Nummer
AC17955960
Utheses ID
81405
Studienkennzahl
UA | 066 | 830 | |