Vliv jednodruhové infekce parazitů rodu Dactylogyrus na expresi vybraných imunitních genů u karase stříbřitého (Carassius auratus gibelio)

Bc. Adam Potrok

Master's thesis

The effect of single-species infection by Dactylogyrus parasites on expression of selected immune genes in goldfish (Carassius auratus gibelio)

Abstract:

Ryby jako důležitá a různorodá skupina organismů s velkým ekonomickým významem pro lidi je intenzivně studována. Porozumění rybímu imunitnímu systému a imunitní odpovědi v průběhu infekce je důležité. Imunitní odpověď ryb v průběhu parazitární infekce se liší v závislosti od parazita, hostitele a stupně infekce. Cílem předložené diplomové práce je studium efektu jednodruhové infekce tj. infekce parazitem Dactylogyrus falciformis (Monogenea) na expresi vybraných imunitních genů karase stříbřitého (Carassius auratus gibelio). Práce poskytuje přehled základních složek imunitního systému ryb, metod používaných pro studium parazitární infekce v kontrolovaném prostředí, jako i metod měřeni exprese genů a poznatků k expresi genů v průběhu infekce parazity – zástupci taxonu Monogenea. V rámci praktické části byla založena jednodruhová infekce karase stříbřitého parazitem Dactylogyrus falciformis. Ryby byli rozděleny do pěti skupin (tři ryby na skupinu) a infikované dávkou 5, 10, 20 a 50 onkomiracidii na skupinu. V čase 21 dní po infekci byli ryby usmrceny, žábra byla zkontrolována na přítomnost parazitů, organy (slezina, brzlík, hlavová ledvina a střevo) byli odebrány. cDNA získaná z tkáně sleziny byla použita na RNA-sekvenování, při němž byli vybraný diferenciálně exprimované imunitní geny. Exprese genů vybraných na zaklade RNA-sekvenování (HMGB3, SOCS1, STAT5) a genů so známým zapojením do imunitní reakce při infekci parazity Monogenea (TNF1, TGF1) byli analyzovány využitím RT-qPCR ve tkáních vybraných orgánů u všech experimentálních ryb. Zaznamenána byla diferenciální exprese vybraných genů mezi experimentálními skupinami a imunitními organy. Předložená diplomová práce je první studii dokumentující zapojení funkčních genů HMGB3 a STAT5 do imunitní odpovědi kaprovitých ryb při infekci parazity taxonu Monogenea.

Abstract:

Fish as an important and diverse group of organisms with high economic importance for humans have been intensively studied. Understanding fish immune system and immune response during infection is very important. The immune response of fish during parasite infection varies depending on parasite, host or degree of infection. The aim of this thesis was to study the effect of single-species infection by Dactylogyrus falciformis (Monogenea) on the expression of selected immune genes in gibel carp (Carassius auratus gibelio). Thesis provides a background of the key components of fish immune system, methods used to study the parasite infection in controlled conditions, as well as, methods of the measurement of immune gene expression and recent knowledges of immune gene expression during monogenean infection. As a part of this thesis, a single species infection of Carassius auratus gibelio by Dactylogyrus falciformis was established. Fish were divided into five groups (three specimens per group), infected by 5, 10, 20 and 50 oncomiracidia, respectively. Twenty-one days post-infection fish were dissected, gills were checked for parasites, and the following organs were sampled: spleen, thymus, head kidney, intestine. The cDNA from spleen tissues were used for RNA-sequencing to identify differentially expressed genes. Expression of genes selected from RNA-sequencing (HMGB3, SOCS1, STAT5) and genes known to be involved in immune response to monogenean infection (TNF1, TGF1) were later analysed by RT-qPCR in the selected organs for all experimental specimens. Differential expression of selected genes between experimental groups and between immune organs was found. This masters thesis is the first study documenting the role of functional HMGB3 and STAT5 genes in the immune response of cyprinids in the infection of monogenean parasites.

Keywords

parazitární infekce, Dactylogyrus falciformis, imunita ryb, exprese genu, RT-qPCR, RNA-seq, parasitic infection, fish immunity, gene expression

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 4. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 17. 9. 2020
• Supervisor: prof. RNDr. Andrea Vetešníková Šimková, PhD.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology