Bakteriofágy primátů a jejich interakce se společenstvem střevních bakterií

Bc. Dagmar Mimrová

Diplomová práce

Primate bacteriophages and their interactions with intestinal bacterial communities

Anotace:

Bakteriofágy, viry infikující bakterie, hrají zásadní roli v regulaci střevního mikrobiomu a ovlivňují zdraví hostitelů. Tato diplomová práce se zaměřuje na diverzitu, taxonomické složení, životní cykly bakteriofágů a na interakce s bakteriálními hostiteli ve střevním mikrobiomu goril nížinných, tradičních lidských populací (lovců-sběračů a zemědělců) ze Středoafrické republiky a industrializovaných lidských populací z Evropy. Pomocí metagenomických dat práce zkoumá vliv životního stylu na bakteriofágová společenstva, a u goril také dopad sezónních změn a kontaktu s lidmi. Výsledky ukazují, že tradiční způsob života podporuje vyšší diverzitu bakteriofágů, zatímco industrializace vede k jejímu poklesu. Taxonomická analýza identifikovala dominantní čeledi bakteriofágů, jako jsou Salasmaviridae, Peduoviridae a Casjensviridae. Analýza životních cyklů odhalila vyšší zastoupení lytických bakteriofágů u goril a vyvážený podíl lytických a temperátních bakteriofágů u lidských populací. U goril byla zjištěna sezónní variabilita bakteriofágových společenstev, zatímco habituace na lidskou přítomnost nevykazovala významný vliv na tato společenstva. Interakce mezi bakteriofágy a hostitelskými bakteriemi ukázaly preferenční vztahy, přičemž významnými hostitelskými čeleděmi byly například Enterobacteriaceae u goril a Bacteroidaceae u industrializovaných populací. Práce podtrhuje význam tradičního způsobu života pro zachování mikrobiální diverzity a přináší nové poznatky o potenciálu neanotovaných genů bakteriofágů. Tyto výsledky naznačují nové možnosti pro biomedicínský výzkum a aplikace v oblasti ochrany zdraví.

Abstract:

Bacteriophages, viruses that infect bacteria, play a vital role in regulating gut microbiomes and shaping host health. This thesis examines the diversity, taxonomic composition, and life cycles of bacteriophages, along with their interactions with bacterial hosts, in the gut microbiomes of western lowland gorillas, traditional human populations (hunter-gatherers and agriculturists) from the Central African Republic, and industrialized human populations from Europe. Using metagenomic data, the study investigates how lifestyle influences bacteriophage communities, while also exploring the effects of seasonal variations and habituation to human presence on these communities in gorillas. The results reveal that traditional lifestyles are associated with higher bacteriophage diversity, whereas industrialization is linked to a decline in diversity. Taxonomic analyses identified dominant bacteriophage families, including Salasmaviridae, Peduoviridae, and Casjensviridae. Life cycle assessments showed a higher prevalence of lytic bacteriophages in gorillas, while human populations exhibited a balanced proportion of lytic and temperate bacteriophages. Among gorillas, significant seasonal fluctuations in bacteriophage communities were observed, but habituation to human presence did not have a notable impact. Host-bacteriophage interactions revealed preferential relationships, with families such as Enterobacteriaceae being prominent in gorillas and Bacteroidaceae dominating in industrialized populations. This research underscores the importance of traditional lifestyles in maintaining microbial diversity and highlights the potential of unannotated bacteriophage genes for future exploration. These findings offer valuable insights into the ecological and biomedical implications of bacteriophage communities, opening new avenues for applications in health protection and disease management.

Klíčová slova

bakteriofágy, bakterie, mikrobiom, metagenomika, diverzita, tradiční životní styl, lidé, gorily nížinné, bacteriophages, bacteria, microbiome, metagenomics, diversity, traditional lifestyle, people, western lowland gorillas

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 3. 1. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 30. 1. 2025
• Vedoucí: Mgr. Klára Petrželková, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Pavel Payne, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Matematická biologie a biomedicína / Biomedicínská bioinformatika