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Analyse differentieller Genexpression im Mitteldarm von Ornithodoros moubata nach Infektion mit Borrelia duttonii (Ornitho-Mialomic)

Projekt


Förderkennzeichen: FLI-IMED-08-Ri-0616, 01KI1804
Laufzeit: 01.01.2019 - 31.12.2019
Fördersumme: 90.309 Euro
Forschungszweck: Experimentelle Forschung
Stichworte: Arthropoden, Zoonose, Tierseuche

In den vergangenen Jahren haben Infektionskrankheiten, deren Erreger durch Arthropoden übertragen werden, in der Zoonoseforschung an Bedeutung gewonnen. Zahlreiche Forschungsvorhaben fokussierten sich auf die Diversität der Arthropoden, deren Rolle als Erregerreservoir und ihre experimentelle Vektorkompetenz. Im Hinblick auf die Entwicklung innovativer Bekämpfungsstrategien stellt sich jedoch ebenso die Frage nach den Auswirkungen einer Infektion auf den Arthropodenvektor. Diese Studie zielt darauf ab, Transkripte im Mitteldarm von Ornithodoros moubata (Zeckenart) in drei verschiedenen physiologischen Zuständen (naïv, blutgesogen & Borrelia duttonii infiziert) zu untersuchen, die den Prozessen der Blutverdauung, Erregeraufnahme und der Immunität gegenüber B. duttonii zugrunde liegen. Ziel ist es, Gene zu identifizieren, die im jeweiligen physiologischen Zustand differentiell exprimiert werden und demzufolge eine Schlüsselstellung einnehmen.

Rechtsgrundlagen: TierGesGesetz §27

Das Projekt zielte darauf ab, Mitteldarm-Transkriptome von weiblichen Ornithodoros moubata-Zecken in drei verschiedenen physiologischen Zuständen (nicht gefüttert, gefüttert und mit Borrelia duttonii infiziert) zu charakterisieren und Gene zu identifizieren, deren Expression im jeweiligen physiologischen Zustand unterschiedlich reguliert sind und daher eine Schlüsselrolle bei der Blutverdauung und Immunantwort einnehmen. Aus neun Mitteldarmproben, welche jeweils in drei biologischen Replikaten drei physiologische Zustände repräsentieren, wurden ~92 Millionen Reads generiert und das de novo Transkriptom assembliert. Das gefilterte Transkriptom umfasst 80.905 Sequenzen mit einer durchschnittlichen Länge von 288,5 bp und einer maximalen Länge von 6208 bp. Vergleiche der Transkriptombibliotheken identifizierten mehrerer signifikant unterschiedlich exprimierte Transkripte. Zwischen naïven und gesogenen O. moubata wurden 326 differentiell exprimierte Transkripte identifiziert, von denen 184 Transkripte annotiert werden konnten. Von diesen waren 57 Gene bei gesogenen O. moubata im Vergleich zu nicht gesogenen O. moubata hochreguliert und 127 herunterreguliert. Ein Vergleich der Expressionsmuster zwischen nicht infizierten und B. duttonii-infizierten O. moubata identifizierte 160 differentiell exprimierte Transkripte, von denen 85 Transkripte annotiert werden konnten. Von diesen waren 44 Gene bei B. duttonii infizierten O. moubata im Vergleich zu nicht infizierten O. moubata hochreguliert und 41 herunterreguliert. Ein Vergleich aller Expressionsprofile zeigt, dass die identifizierten Transkripte zwischen verschiedenen experimentellen Bedingungen hochspezifisch sind, da nur neun Transkripte in allen physiologischen Zuständen geteilt wurden. Insgesamt waren Transkripte am zahlreichsten, welche katalytische Aktivität und selektive Interaktion aufweisen und diejenigen, die an Stoffwechsel- und Zellprozessen beteiligt waren. Diese Transkripte umfassen möglicherweise diejenigen, welche an der Blutverdauung und der Immunantwort beteiligt sind. Da jedoch für keine Zeckenspezies ein Referenzgenom existiert, stellt die funktionelle Annotation eine Herausforderung dar und muss durch proteomische Ansätze ergänzt werden. Mandy Schäfer, Cornelia Silaghi, Dirk Höper, Florian Pfaff (2020) Early transcriptional changes in the midgut of Ornithodoros moubata after feeding and infection with Borrelia duttonii. In prep.

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