The search for Candidatus Endoriftia persephone in skin and tubes of adult Riftia pachyptila and Tevnia jerichonana
A. Buck
Abstract
A. Buck
Abstract
Seit der Entdeckung der Tiefseehydrothermalquellen wurde die Symbiose in Vestimentifera umfassend untersucht, aber nur ein Bruchteil der Studien befasst sich mit der Symbionten- Transmission. Die beiden eng verwandten Röhrenwürmer Riftia pachyptila und Tevnia jerichonana haben weder einen Mund, noch einen Verdauungstrakt, sind aber stattdessen von dem Symbionten Canditatus Endoriftia persephone abhängig, der ein chemolitho-autotrophes schwefeloxidierendes Gammaproteobakterium ist, welches in einem speziellen Organ, dem Trophosom beherbergt wird. Der Symbiont wird in jeder neuen Wirtsgeneration während eines kurzen Zeitfensters horizontal über die Haut der juvenilen Larve aufgenommen. In ausgewachsenen Röhrenwürmer wurde der Symbiont nur noch im Trophosom gefunden, wobei eine längere Infektionszeitspanne oder ein verlassen des Symbionten aus dem Wirt seither nicht beobachtet werden konnte, wie beispielsweise beim Tintenfisch Eurpymna scolopes, welcher seine Symbionten täglich in großen Mengen freisetzt. Um die Infektionszeit durch den Symbionten besser einzuschätzen und gleichzeitig die Infektion anderer Bakterien auszuschließen, wurde in dieser Studie die genetische microbielle Diversität und Unterschiede in der Röhre und in der Haut von ausgewachsenen und gleichzeitig vorkommenden Riftia pachyptila und Tevnia jerichonana untersucht. In dieser Studie wurde die 16S rRNA des Symbionten mittels PCR, Denaturierende Gradienten-Gelelektrophorese (DGGE), Terminale Restriktionsfragmentlängenpoly- morphismus (T-RFLP) untersucht. Eine genauere Lokalisierung des Symbionten innerhalb der verschiedenen Geweben wurde mittels Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) durchgeführt. Der Symbiont wurde nicht nur im Trophosom gefunden, sondern auch in der Haut mittels DGGE und in der Haut ausgewachsener Riftia mittels FISH. Desweiteren wurde der Symbiont in beiden Arten der ausgewachsenen Röhrenwüremer in der Röhre mittels DGGE und T-RFLP gefunden. Dieses Ergebnis deutet entweder darauf hin, dass eine längere Symbionten Infektion stattfindet die nicht nur auf das juvenile Stadium beschränkt ist oder darauf, dass der Symbiont in der Lage ist aus dem adulten Wirt zu entkommen. Überraschenderweise wurde ein weiteres Bakterium aus der Klasse der Mollicutes hauptsächlich in der Haut von Riftia mittels DGGE gefunden, allerdings wurde es nicht in der Haut oder anderen Gewebeschichten von Tevnia gefunden. Mollicutes ist ein von seinen Wirten abhängendes Bakterium und ist für seine krankheitsverursachende Wirkung in anderen Organismen zum Beispiel Mycoplasma in Menschen bekannt, allerdings kommt er auch als nutzbringend für seinen Partner in mehreren Symbiosen vor zum Beispiel Mesoplasma in Insekten. Die Rolle, die Mollicutes in Riftia übernimmt muss noch untersucht werden jedoch liegt eine für Riftia vorteilhafte Wirkung nahe, da Mollicutes in über 80% der untersuchten Proben gefunden wurden.
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Seit der Entdeckung der Tiefseehydrothermalquellen wurde die Symbiose in Vestimentifera umfassend untersucht, aber nur ein Bruchteil der Studien befasst sich mit der Symbionten- Transmission. Die beiden eng verwandten Röhrenwürmer Riftia pachyptila und Tevnia jerichonana haben weder einen Mund, noch einen Verdauungstrakt, sind aber stattdessen von dem Symbionten Canditatus Endoriftia persephone abhängig, der ein chemolitho-autotrophes schwefeloxidierendes Gammaproteobakterium ist, welches in einem speziellen Organ, dem Trophosom beherbergt wird. Der Symbiont wird in jeder neuen Wirtsgeneration während eines kurzen Zeitfensters horizontal über die Haut der juvenilen Larve aufgenommen. In ausgewachsenen Röhrenwürmer wurde der Symbiont nur noch im Trophosom gefunden, wobei eine längere Infektionszeitspanne oder ein verlassen des Symbionten aus dem Wirt seither nicht beobachtet werden konnte, wie beispielsweise beim Tintenfisch Eurpymna scolopes, welcher seine Symbionten täglich in großen Mengen freisetzt. Um die Infektionszeit durch den Symbionten besser einzuschätzen und gleichzeitig die Infektion anderer Bakterien auszuschließen, wurde in dieser Studie die genetische microbielle Diversität und Unterschiede in der Röhre und in der Haut von ausgewachsenen und gleichzeitig vorkommenden Riftia pachyptila und Tevnia jerichonana untersucht. In dieser Studie wurde die 16S rRNA des Symbionten mittels PCR, Denaturierende Gradienten-Gelelektrophorese (DGGE), Terminale Restriktionsfragmentlängenpoly- morphismus (T-RFLP) untersucht. Eine genauere Lokalisierung des Symbionten innerhalb der verschiedenen Geweben wurde mittels Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) durchgeführt. Der Symbiont wurde nicht nur im Trophosom gefunden, sondern auch in der Haut mittels DGGE und in der Haut ausgewachsener Riftia mittels FISH. Desweiteren wurde der Symbiont in beiden Arten der ausgewachsenen Röhrenwüremer in der Röhre mittels DGGE und T-RFLP gefunden. Dieses Ergebnis deutet entweder darauf hin, dass eine längere Symbionten Infektion stattfindet die nicht nur auf das juvenile Stadium beschränkt ist oder darauf, dass der Symbiont in der Lage ist aus dem adulten Wirt zu entkommen. Überraschenderweise wurde ein weiteres Bakterium aus der Klasse der Mollicutes hauptsächlich in der Haut von Riftia mittels DGGE gefunden, allerdings wurde es nicht in der Haut oder anderen Gewebeschichten von Tevnia gefunden. Mollicutes ist ein von seinen Wirten abhängendes Bakterium und ist für seine krankheitsverursachende Wirkung in anderen Organismen zum Beispiel Mycoplasma in Menschen bekannt, allerdings kommt er auch als nutzbringend für seinen Partner in mehreren Symbiosen vor zum Beispiel Mesoplasma in Insekten. Die Rolle, die Mollicutes in Riftia übernimmt muss noch untersucht werden jedoch liegt eine für Riftia vorteilhafte Wirkung nahe, da Mollicutes in über 80% der untersuchten Proben gefunden wurden.
Key concepts: Biology, Molecular biology