Variabilita ve složení gastrointestiní mikrobioty napříč trávicím traktem ptáků

• Název práce v češtině: Variabilita ve složení gastrointestiní mikrobioty napříč trávicím traktem ptáků
• Akademický rok vypsání: 2014/2015
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra zoologie (31-170)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Jakub Kreisinger, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Trávicí trakt obratlovců je kolonizován taxonomicky a početně velmi bohatou komunitou komenzálních a symbiotických bakterií. Celkový počet bakteriálních buněk více než řádově přesahuje počet somatických buněk v těle hostitele a ještě větší disproporce jsou mezi počtem genů kódovaných tímto bakteriálním metagenomem a genomem hostitele. Gatrointestinální mikrobiota (GM) ovlivňuje zásadním způsobem fyziologii hostitele a imunitu hostitele. Konkrétně se podílí na obraně proti gastrointestinálních patogenů, zvyšuje efektivitu trávení přijímané potravy, má přímý vliv na morfologii trávicího traktu fungování centrálního nervového systému a vývoj kognitivních vlastností.
Většina současných studií na toto téma sleduje vliv GM na fenotypové vlastnosti hostitele pouze na základě analýz vzorků GM z distálních částí tlustého střeva. Avšak GM vykazuje značnou variabilitu ve složení napříč trávicím traktem a není proto jasné, do jaké míry GM v jednotlivých částech trávicího traktu ovlivňuje fenotyp hostitele.
Úkolem studenta bude analyzovat variabilitu ve složení bakteriálních společenstev v různých částech trávicího traktu u ptáků za použití moderních sekvenačních technologií a výsledná data zpracovat pomocí patřičných bioinformatických a statistických nástrojů. Cílem těchto analýz bude posoudit, jestli variabilita v GM napříč trávicím traktem u ptáků vykazuje stejný pattern jako u jiných skupin obratlovců a do jaké míry se liší interakce mezi jednotlivými druhy bakterií napříč trávicím traktem. Předmětem dalších analýz posoudit do jaké míry ovlivňuje složení GM v různých částech trávicího traktu metabolický a imunologický profil hostitele.
Vzorky pro tento projekt jsou již z větší části k dispozici, nicméně student bude mít možnost se (nad rámec zadání této práce) podílet na sběru dalších terénních dat a nebo po předchozí domluvě realizovat svůj vlastní projekt na úzce související téma.
Diplomová práce bude finančně zajištěna grantovým projektem. Toto téma otevírá případným zájemcům možnost seznámit s nejmodernějšími technologiemi evoluční genomiky a osvojit si moderní analytické postupy, které tato data vyžadují. Tyto dovednosti jsou v současné době v akademické komunitě vysoce žádané (viz např. http://evol.mcmaster.ca/evoldir.html nebo http://www.nature.com/naturejobs/science/) a předkládaný projekt tak může značnou měrou přispět k jeho profesnímu růstu.

Literatura
Stearns, J. C., Lynch, M. D., Senadheera, D. B., Tenenbaum, H. C., Goldberg, M. B., Cvitkovitch, D. G., ... & Neufeld, J. D. (2011). Bacterial biogeography of the human digestive tract. Scientific reports, 1.
Keenan, S. W., Engel, A. S., & Elsey, R. M. (2013). The alligator gut microbiome and implications for archosaur symbioses. Scientific reports, 3.
Faust, K., Sathirapongsasuti, J. F., Izard, J., Segata, N., Gevers, D., Raes, J., & Huttenhower, C. (2012). Microbial co-occurrence relationships in the human microbiome. PLoS computational biology, 8(7), e1002606.