Mikroorganismy asociované s prachovými roztoči

• Název práce v češtině: Mikroorganismy asociované s prachovými roztoči
• Název v anglickém jazyce: Microbial association with house dust mites
• Klíčová slova: roztoči, bakterie, symbionti, PCR,
• Klíčová slova anglicky: mite, bacteria, symbionts, feeding,
• Akademický rok vypsání: 2017/2018
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra parazitologie (31-161)
• Vedoucí / školitel: doc. Jan Hubert, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 05.11.2017
• Datum zadání: 06.11.2017
• Datum odevzdání elektronické podoby: 12.08.2019
• Datum proběhlé obhajoby: 12.09.2019
• Oponenti: prof. Ing. Luděk Žůrek, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Prachoví roztoči jsou považováni za jedinou skupinu, která opustila parazitický způsob života a přešla zpět ke komenzálnímu. Otázkou je, zda tento přechod ovlivnila a umožnila interakce s mikroorganismy. Tyto interakce jsou relativně málo studovány. Proto je tato práce je zaměřená na roztoče rodu Dermatophagoides (D. pteronyssinus a D. farinae ) a jejich interakce s mikroorganismy. V literatuře je popsána interakce roztočů s mikroskopickou houbou Aspergillus peniclioides, která sice inhibuje růst roztočů, avšak populace roztočů bez této houby nedokáží přežít. Předpokládá, se že houby poskytují roztočům živiny při jejich konzumaci, případně vitámíny a další látky. Další možností je tvorba externálního rumenu, zde se předpokládá, že exoenzymy mikroorganismů natráví potravu roztočů ještě před jejich konzumací a to usnadňuje roztočům trávení. Naopak roztoči mikroorganismy šíří v exkrementech a nap povrchu těla. Roztoči rodu Dermatophagoides jsou asociovaní s bakteriemi rodu Bartonella a druh D. faraine je hostitelem reprodukčního parazita Cardinium. Tato bakterie nebyla identifikována v D. pteronyssinus, kde se vyskytují bakterie z čeledi Micrococcaceae, Kocuria, Staphyloccocus a Bacillus cereus.
Cílem práceje charakterizovat některé interakce roztočů a mikroorganismů. Předpokládáme, že mikroorganismy (tj. Aspergillus peniclioides, Kocuria, Staphyloccocus, Bacillus cereus) usnadňují roztočům populační růst a to buď jako potrava nebo pomocí external rumen. Konzumace mikroroganismů roztoči může ovlivňovat růst mikroorganismů což se projeví změnou metabolismu, který lze měřit jako respiraci (CO₂) produkce.
Metody:(1) V laboratorních kulturách roztočů různého stáří (např. 14 dní a 5 měsíců) bude analyzován výskyt bakterií a hub v roztočích a ve frakci s exkrementy. Pro analýzu využijeme extrakci DNA, amplifikaci pomocí univerzálních primerů pro V4 oblast 16S rRNA a část ITS a následnou amlikonů na IlluminaMiseq (komerční služba). Data bioinformaticky zpracujeme pomocí programů UPARSE a MOTHUR. Takto získáme spektrum mikroorganismů.
(2) Z roztočů, nebo jejich exkrementů budou izolovány mikroroganismy pomocí kultivace na bakteriálních a houbových živných půdách. Vybrané kolonie bakterie a mikroskopických hub budou identifikovány pomocí morfologických znaků a sekvence genů 16S rRNA a ITS a porovnáním těchto sekvencí se sekvencemi v GenBanku.
(3) Vybrané mikroorganismy budou předkládány roztočům v potravně preferenčních (cafeteria) a růstových testech a mikrokosmových pokusech (tj. dieta s mikrorganismy a roztoči), kde měřena produkce C02 a porovnávána s kontrolou bez roztočů, případně roztoči bez diety. Případně kvantifikujeme růst mikrorganismů pomocí qPCR s využitím univerzálních primerů pro kvantifikaci bakterií a hub.
Očekávané výsledky:Budou charakterizovány společenstva mikroorganismů v dvou druzích prachových roztočů v tělech a exkrementech a v různém času růstu kolonie. Identifikujeme nejvíce zastoupené druhy. Získáme kultury mikroorganismů z kultivovatelného spektra a identifikujeme a využijeme v dalších experimentech. Zjistíme, jak jsou tyto mikroorganismy vhodné pro růst roztočů a roztoči preferované. Stanovíme, zda roztoči akcelerují respiraci v mikrokosmech obsahující tyto bakterie. Přínosem práce bude rozšíření znalostí o interakci prachových roztočů a mikroorganismů. Projekt bude financován s grantu GAČR: 17-12068S