Variabilita střevní mikrobioty napříč hybridními zónami hlodavců a její možná role v speciačních procesech

• Název práce v češtině: Variabilita střevní mikrobioty napříč hybridními zónami hlodavců a její možná role v speciačních procesech
• Název v anglickém jazyce: Gut microbiotas variability in murine hybrid zones and their potential role in speciation processes
• Akademický rok vypsání: 2018/2019
• 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 jeosídlenbohatou komunitou komenzálních amutualistickýchbakterií, které mají zásadnívlivna fenotypsvého hostitele,včetně širokého spektrafyziologickýcha imunitních znaků.Není proto překvapivé, že evoluce genomů u mnohobuněčných organismů je do značné míry ovlivněna interakcemi s mikrobiotou, která kolonizuje jejich tělo. Hologenomová teorie navrhuje, že na genom hostitele stejně jako genomy asociované s jeho mikrobiotou je možno nazírat jako na jednu nedílnou entitu,na jejíž úrovni probíhá přírodní výběr. Interakce mezi mikrobiotou a genomem hostitele tak mohou stát na pozadí celé řady mikroevolučních procesů včetně speciace. Konkrétně existuje určitá empirická evidence pro roli mikrobioty v asortativním párování a možnosti vzniku pre-kopulačních izolačních mechanismů. Mikrobiota asociovaná s daným hostitelem může teoreticky hrát roli i při vzniku post-kopulačníchreprodukčníchbariér.
Hybridní zóny mezi dvěma druhy jsou důležitým modelovým systémem pro studium mechanismůreprodukčníchizolací.Vhybridníchzónáchjsou kombinovány poddruhově specifické varianty genomů, které se vyvíjely odděleně během geografické a reprodukční izolace těchto dvou poddruhů. Některé z těchto kombinací nebyly mimo hybridní zónu testovány přírodním výběrem a mohou tak obsahovat genetické inkompatibility (tzv. Dobzansky-Miller nekompatibility; DMIs), které, snižují fitness hybridních potomků a mají za následek vznik celogenomové bariéry toku genu mezi těmito dvěma poddruhy. Dosavadní výzkum bylalezaměřen především na detekci DMI a speciačních genů na úrovni nukleárního a cytoplasmatického genomu u dvou poddruhů. Na základě hologenomové teorie však existuje možnost, že tyto inkompatibility mohou být obsaženy i v mikrobiomech dvou poddruhů.V současné době ale neexistují prakticky žádné práce, které by tuto možnost podporovali či vyvracely.
V rámci této práce bude student analyzovat již nasbírané vzorky střevní mikrobioty z hybridních zón dvou druhů myšovitých hlodavců, myši domácí (Mus musculus) a myši mnohobradavkové (Mus natalensis).V případě zájmu se ale skýtá i možnost se přímo zapojit do dalšího sběru datv terénu.Analýzy budou probíhatpředevšímzapoužitíhlubokého sekvenování fylogeneticky informativního genu pro bakteriální 16S rRNAa případně i dalších markerů, které vykazují rychlejší tempo evoluce a jsou tudíž pro tento účel potenciálně vhodnější.Cílem této práce bude zjistit, zda existují linie bakterií, které neprocházejí hybridní zónou a jsou tudíž vázané specificky na daný poddruh. Dalším cílem diplomové práce bude zjistit, jak se liší mikrobiota hybridů a čistých (pod)druhů.Konkrétně, mikrobiota hybridůmůže býtkombinací mikrobiot obou rodičovských poddruhů.Alternativně však u hybridů může dojít ktzv.transgresivním změnám(kdy výslednou strukturu mikrobiálních společenstev nelze interpretovat jako triviální kombinaci rodičovských mikrobiot)v důsledkunapř. rozrušení vazeb koadaptovaných genů které se účastní regulacemikrobiálních společenstev.