Hvordan polypper af månevandmænd afviser virale angreb på deres mikrobiom
Bakteriofager, eller fager for korte, er vira, der inficerer bakterier og dræber dem gennem en lyseringsproces. Fager kan dræbe bakterier på eller i en flercellet værtsorganisme, såsom polyppen af månevandmændene. Fager specialiserer sig i specifikke bakterier og kan væsentligt ændre bakteriesammensætningen af en polyps mikrobiom.
Virkningen af fager på mikrobiomet og dermed polyppernes egnethed er stadig stort set uudforsket. Mikrobiologer ved Kiel Universitet, ledet af professor Ruth Schmitz-Streit, har for første gang i laboratorieforsøg vist, at polypper regenereres hurtigt efter infektion med bakteriofager.
Resultaterne tyder på, at modstanden af månevandmændenes naturlige mikrobiom over for fager fra Østersøen er meget udtalt og bidrager til vores viden om effekten af disse ofte oversete, bittesmå nøglespillere på mikrobiomet og i sidste ende månevandmændenes kondition. . Resultaterne er for nylig blevet publiceret i tidsskriftet Frontiers in Microbiology .
Polypper viser høj resistens efter virusangreb
I polypstadiet fæstnes dyrene til havbunden og bruger deres tentakler til at fange føde fra vandet. På overfladen af deres stilkede krop er der talrige bakterier, der danner det såkaldte mikrobiom, som spiller en vigtig rolle i polyppens kondition.
I tidligere undersøgelser har mikrobiologer ved Institut for Generel Mikrobiologi allerede vist, hvor vigtigt det naturlige mikrobiom er for månevandmændenes vegetative reproduktion og dens forsvar mod patogener.
Deres nuværende undersøgelse har undersøgt, hvordan mikrobiomet overlever en infektion med bakteriofager, og hvad konsekvenserne er for polypperne. I laboratorieforsøg observerede forskerne, at introduktionen af fagerne førte til en betydelig ændring i polyppernes kropsform, men kun midlertidigt. Efter virusforsvaret vendte polypperne tilbage til deres normale form.
"Efter polypperne var blevet behandlet med specifikke bakteriofager, blev deres kroppe stærkt forkortede og afrundede, og de mistede deres tentakler. Det er normalt tegn på polypdød. Vi så dog ikke en eneste død polyp; tværtimod regenererede alle polypperne sig. Denne høje modstandskraft overraskede os fuldstændig," siger Melissa Stante, Ph.D. studerende i Ruth Schmitz-Streits forskningsgruppe og førsteforfatter til undersøgelsen.
Testserier på behandlede polypper viser hurtig genopretning af mikrobiom
En forklaring på dette kunne være, at polypperne, eller mere præcist deres mikrobiom, hurtigt tilpasser sig tilstedeværelsen af fagerne og derfor er i stand til at forhindre permanent skade. Forskerne tog prøver af polyppernes mikrobiom over en periode på fem dage. De fandt ud af, at den mest almindelige type bakterier, Mycoplasma, faldt i begyndelsen, men kom sig efter 24 timer.
"I polypperne af månevandmænd fra Østersøen er mikrobiomet hovedsageligt domineret af en specifik bakterie, en udyrket Mycoplasma-bakterie. Denne kolonisator blev betydeligt reduceret, da fager blev administreret. Dette gjorde det muligt for andre bakterier midlertidigt at få dominans.
"De nøjagtige faktorer, der favoriserer den indledende reduktion, men også den efterfølgende hurtige regenerering af Mycoplasma, er nu genstand for yderligere forskning," siger PD Dr. Nancy Weiland-Bräuer. Dynamikken i mikrobiomets sammensætning var synkroniseret med deformationen af polypperne.
Fag-mikrobiom-vært-interaktioner har kaskadevirkninger på økosystemet
Viden om den dynamiske interaktion mellem månevandmændene, dens mikrobiom og fager bidrager til forståelsen af marine næringsstoffer og grundstoffers kredsløb. Samtidig spiller processen en væsentlig rolle i forståelsen af økosystemstabilitet og er en byggesten for forskning i sygdomme i Østersøens økosystem.
Derudover vil resultaterne bidrage til forskningsinitiativet "Ocean Health", som fokuserer på virkningen af sundhed og sygdom i sammenhæng med klimaændringer og potentielle fremtidige miljøforhold. Ud over at lysere bakterier kan fager udveksle genetisk materiale med værtsmikroorganismer, hvilket hjælper mikrobiomet med at tilpasse sig skiftende miljøforhold.
"Den hurtige regenerering af polypformen efter fagbehandling ser ud til at korrelere med genopretningen af månevandmændenes naturlige mikrobiom. Dette er en stærk indikation på, at modstanden af månevandmændenes mikrobiom over for fager fra Østersøen er meget udtalt.
"De faktorer, der gør mikrobiomet så modstandsdygtigt, kan også give vigtige fingerpeg om, hvordan man beskytter det sunde mikrobiom hos mennesker. Vi er dog stadig i de relativt tidlige stadier af grundforskning," siger professor dr. Ruth Schmitz-Streit, leder af forskergruppen.
Flere oplysninger: Melissa Stante et al., Marine bakteriofager forstyrrer den associerede mikrobiota af Aurelia aurita med en genvindelig effekt på værtsmorfologi, Grænser i mikrobiologi (2024). DOI:10.3389/fmicb.2024.1356337
Journaloplysninger: Grænser i mikrobiologi
Leveret af Kiel University
Varme artikler
-
Flere observationer af en truet art betyder ikke altid, at den kommer sigLeadbeaters possum-observationer er øget - men det betyder ikke, at den kritisk truede art er ved at komme sig. Kredit:David Lindenmeyer, Forfatter angivet Hvis der registreres flere observationer -
Forsker finder ud af, at når sperm konkurrerer, æg har et valgUnder sin forskning, Levitan inducerede søpindsvin af hankøn til at gyde ved hjælp af en kaliumchloridopløsning. Derefter samlede han små pakker havvand i sprøjter fyldt med ubefrugtede æg. Kredit:Kee -
Muterede frø-gen frastøder rovdyrAndrés Posso-Terranovas søgen var at finde evolutionære hemmeligheder for colombianske dartfrøer. Kredit:University of Saskatchewan Post-doc-forsker Andrés Posso-Terranova og hans tidligere vejled -
Skal vi være bekymrede for, at vores katte og hunde får COVID?Kredit:Shutterstock SARS-CoV-2-virussen, der forårsager COVID, stammede fra flagermus og fik derefter, sandsynligvis efter at have passeret en mellemvært, evnen til at inficere mennesker. Mange ny
- Uber køber AI -firma for at fremme push på autonome biler
- Hurtig HIV-detektionsmetode kunne diagnosticere tidlig sygdom
- UAEs seneste satsning på teknologi:et ministerium i metaverset
- Er udryddelse nogensinde en god ting?
- Undersøgelse viser, at Kinas hårde vejrmønstre har ændret sig drastisk siden 1960
- Advarselstegn - hvor tidligt mennesker begyndte at male dyr