Studium antimikrobiálních peptidů v epiteliální imunitě včely medonosné

Linda TÖLGOVÁ

Bachelor's thesis

Studies of antimicrobial peptides in honey bee epithelial immunity

Abstract:

V posledních letech byl pozorován vysoký úbytek včelstev. Včela je nepostradatelnou součástí ekosystému, jelikož se účastní opylení rostlin, které je nezbytné pro rozmnožování některých rostlin. Vymření včel by způsobilo vážné ekologické i ekonomické problémy, proto je třeba studovat jejich imunitní systém. V teoretické části této bakalářské práce jsou shrnuty dostupné informace o individuální imunitě včely medonosné (Apis mellifera) se zaměřením na střevní epitel a antimikrobiální peptidy. Střevní epitel slouží jako ochranná bariéra před patogeny, které pronikají do těla včel spolu s potravou. Antimikrobiální peptidy jsou důležitou složkou humorální imunity. Jejich produkce je aktivována imunitními signálními drahami. Jsou produkovány hemocyty nebo tukovým tělískem a obsaženy v hemolymfě nebo včelím jedu. V praktické části byla stanovena koncentrace celkových proteinů ve včelí hemolymfě Bradfordovou metodou. Dále byla provedena analýza včelí hemolymfy metodou tricinové polyakrylamidové elektroforézy s přídavkem nebo bez přídavku močoviny s následným barvením gelu koloidním barvivem Coomassie Brilliant Blue G250. Proteiny byly přeneseny z gelu na polyvinylidenfluoridovou membránu Western blottingem. Pro kontrolu správného přenosu proteinů byly membrány barveny Ponceau S. Antimikrobiální peptidy abaecin, hymenoptaecin a defensin-1 byly následně imunochemicky detekovány prostřednictvím specifické vazby primárních protilátek a sekundární protilátky konjugované s alkalickou fosfatasou. V hemolymfě byly detekovány abaecin a defensin-1, zatímco hymenoptaecin nebyl detekován. Metody je třeba dále optimalizovat. Dále byla testována metoda imunohistochemické detekce abaecinu a defensinu-1 ve vzorcích celých střev. Vzorky byly inkubovány se specifickými primárními protilátkami a sekundární protilátkou konjugovanou s fluoresceinisothiokyanátem. Následně byly vzorky pozorovány pod mikroskopem ve viditelném světle a fluorescenčním spektru. U střev, která byla inkubována s primární protilátkou pro abaecin nebo defensin-1, byl pozorován fluorescenční signál.

Abstract:

A high decrease in bee colonies has been observed in recent years. Bees are an indispensable part of the ecosystem, as they participate in the pollination of plants, which is essential for the reproduction of some plants. The extinction of bees would cause serious environmental and economic problems, therefore it is necessary to study their immune system. The theoretical part of this bachelor thesis summarizes the available information about individual immunity of the honey bee (Apis mellifera) with a focus on the intestinal epithelium and antimicrobial peptides. The intestinal epithelium serves as a protective barrier against pathogens which enter the body of bees along with food. Antimicrobial peptides are an important component of humoral immunity. Their production is activated by the imunne signalling pathways. They are produced by hemocytes or fat body and are contained in hemolymph or bee venom. In the practical part, total protein concentration in bee hemolymph was determined by the Bradford method. Furthermore, bee hemolymph was analysed by the method of tricine polyacrylamide electrophoresis with or without the addition of urea, followed by staining of the gel with colloidal dye Coomassie Brilliant Blue G250. Proteins were transferred from the gel to the polyvinylidene fluoride membrane by Western blot. Membranes were stained with Ponceau S to check for proper protein transfer. The antimicrobial peptides abaecin, hymenoptaecin and defensin-1 were subsequently immunochemically detected by specific binding of primary antibodies and secondary antibody conjugated with alkaline phosphatase. Abaecin and defensin-1 were detected in the hemolymph, while hymenoptaecin was not detected. The methods need to be further optimized. Furthermore, the method of immunohistochemical detection of abaecin and defensin-1 in whole intestinal samples was tested. The samples were incubated with specific primary antibodies and fluorescein isothiocyanate-conjugated secondary antibody. Subsequently, the samples were observed under a microscope in the visible light and fluorescence spectra. A fluorescent signal was observed in the intestines that were incubated with the primary antibody for abaecin or defensin-1.

Keywords

Antimikrobiální peptidy, Apis mellifera, individuální imunita, střevní epitel, včela medonosná

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 7. 2021

Thesis defence

• Supervisor: prof. Mgr. Marek Petřivalský, Dr.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry