Characterisation of a chlamydial symbiont in the social amoeba Dictyostelium giganteum

Lukas Helmlinger

doi:10.25365/thesis.70235

You are here: University of Vienna PHAIDRA Detail o:1398462

Title (eng)

Characterisation of a chlamydial symbiont in the social amoeba Dictyostelium giganteum

Parallel title (deu)

Charakterisierung eines chlamydialen Symbionten in Dictyostelium giganteum

Author

Lukas Helmlinger

Advisor

Matthias Horn

Assessor

Matthias Horn

Abstract (deu)

Chlamydien haben vor allem durch einen Vertreter ihres Phylums große Bekanntheit erlangt: Chlamydia trachomatis, den Erreger der Augenkrankheit Trachoma und weiterer, Millionen von Menschen betreffender, Krankheiten. Im Schatten dieses bedeutenden Krankheitserregers, wurde lange die natürliche Diversität der Chlamydien übersehen, welche noch zahlreiche Tiere sowie Protisten infizierende Spezies enthält. Erst nach der Entdeckung der sogenannten Umweltchlamydien, die heute den größten Teil der bekannten Chlamydien darstellen, wurden die vielfältigen Auswirkungen der Chlamydien auf zahlreiche Ökosysteme erkannt. Zur Isolierung neuer Chlamydien wurden, damals wie heute, vor allem frei-lebende Amöben untersucht. Alle Umweltchlamydien besitzen einen zweiteiligen Lebenszyklus, der eine infektiöse, extrazelluläre Phase beinhaltet, in welcher potenzielle Wirte infiziert werden können. Einige freilebende Amöben, nämlich die Dictyosteliden, besitzen ebenfalls die Fähigkeit ihren Phänotyp drastisch zu ändern, um, als Reaktion auf widrige Umweltbedingungen, einen sozialen Lebenszyklus durchzuführen, der aus mehreren multizellulären Stadien besteht. In dieser Studie konnten wir Symbionten, die zur Familie der Rhabdochlamydiaceae, eine Familie innerhalb der Umweltchlamydien, in Dictyostelium giganteum identifizieren und charakterisieren. Durch Fluoreszenz in-situ Hybridisierung und digital droplet PCR konnten wir sowohl die vertikale Übertragung des Symbionten durch den Lebenszyklus des Wirtes als auch die untergeordnete Rolle der extrazellulären Phase nachweisen. Nichtsdestotrotz können die hier beschriebenen Chlamydien auch aposymbiotische D. giganteum Zellen infizieren, allerdings nur in den aggregierten Phasen des sozialen Lebenszyklus. Daraus schließen wir, dass sich die symbiontischen Umweltchlamydien in D. giganteum in einer langanhaltenden Phase der Co-Evolution an den sozialen Lebenszyklus ihres Wirtes angepasst haben.

Abstract (eng)

The phylum Chlamydiae is best-known for the species Chlamydia trachomatis, the cause for trachoma and several other diseases, affecting millions of people worldwide. Overshadowed by this important human pathogen, the real diversity of chlamydiae, infecting various animals and protists, has long been overlooked. Today, these so-called environmental chlamydiae, represent the majority of all known chlamydial species and have greatly expanded our perception of the ecological potential of chlamydiae. Especially free-living amoebae are frequently infected with environmental chlamydiae and have been used as a tool to isolate novel chlamydial species. All environmental chlamydiae, despite being obligate intracellular symbionts, undergo a biphasic life cycle, in which they temporarily leave the host cell to infect new potential hosts. Certain free-living amoebae, the dictyostelids, show a similar potential to change their phenotype, by performing a social life cycle, consisting of several multicellular stages, as a reaction to environmental cues. In this study, we isolated the free-living amoeba Dictyostelium giganteum, infected with a chlamydial symbiont, member of the originally arthropod-associated Rhabdochlamydiaceae. Using fluorescence in situ hybridization and digital droplet PCR, we found that the chlamydial symbiont is not only vertically transmitted through the social life cycle of D. giganteum but lacks the extracellular phase found in all chlamydiae described so far. Yet, it is capable of horizontal transmission, but only during the aggregating stages of the D. giganteum life cycle. We thus hypothesize, that this chlamydial species has adapted to the social life of its host during long periods of co-evolution.

Keywords (eng)

chlamydiaeamoebaesymbiosis

Keywords (deu)

ChlamydienAmöbenSymbiose

Subject (deu)

Subject (deu)

Subject (deu)

Type (deu)