Specificita střevních bakterií k evolučním liniím hostitele v hybridní zóně myši domácí

Bc. Matúš Guga

Bachelor's thesis

Specificity of Gut Bacteria to Host Evolutionary Lineages in the House Mouse Hybrid Zone

Abstract:

In the European hybrid zone, 2 subspecies of the house mouse, Mus musculus musculus and Mus musculus domesticus, meet. These subspecies have lived separately for about 500 thousand years thus their allopatric speciation occurred. During their secondary contact, these subspecies cross to form hybrids with reduced fertility. One of its causes is thought to be reproductive isolation due to genetic incompatibility, where intestinal bacteria, especially those specific to the hosts, may play a role. In this work, long 16S rRNA sequencing data obtained using PacBio CCS sequencing and short 16S rRNA sequencing data obtained using Illumina MiSeq sequencing were processed. Various bioinformatic tools suitable for this type of data were used for their processing. The specificity of bacteria was observed both at the level of the composition of bacterial communities and at the level of individual bacterial lineages. Bacteria specific to mouse subspecies were found, and a signal of co-divergence of bacteria with the host was also observed. Finally, the results of the two markers were compared and their suitability for the detection of specific bacteria was evaluated.

Abstract:

V evropské hybridní zóně se setkávají 2 poddruhy myši domácí, Mus musculus musculus a Mus musculus domesticus. Tyto poddruhy žily asi 500 tisíc let odděleně, a tak došlo k jejich alopatrické speciaci. Při jejich sekundárním kontaktu dochází ke křížení těchto poddruhů za vzniku hybridů se sníženou plodností. Za jednu z jejích příčin se pokládá reprodukční izolace v důsledku genetické inkompatibility, kde mohou hrát roli střevní bakterie, zejména ty, které jsou specifické k hostitelům. V této práci byla zpracována data ze sekvenování dlouhé 16S rRNA získaná pomocí PacBio CCS sekvenování a data ze sekvenování krátké 16S rRNA získaná pomocí Illumina MiSeq sekvenování. K jejich zpracování byly použity různé bioinformatické nástroje vhodné pro tento typ dat. Specificita bakterií byla pozorována jak na úrovni složení bakteriálních komunit, tak na úrovni jednotlivých bakteriálních linií. Byly nalezeny specifické bakterie k myším poddruhům, rovněž byl pozorován signál ko-divergence bakterií s hostitelem. Na závěr byly výsledky získané z obou markerů porovnány a byla vyhodnocena jejich vhodnost pro detekci specifických bakterií.

Kľúčové slová

specificita, mikrobiom, střevní bakterie, myš domácí, hybridní zóna, hostitel, specificity, microbiome, gut bacteria, house mouse, hybrid zone, host

Jazyk práce: Slovak

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 20. 6. 2024
• Vedúci: Mgr. Dagmar Čížková, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Barbora Pafčo, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Computational biology and biomedicine / Biomedical bioinformatics