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Die Auswirkungen von Viren auf die toxische Algenblüte

Obwohl Meeresviren schädliche Algenblüten eindämmen, die sich negativ auf die Aquakultur und selbst auf die menschliche Gesundheit auswirken können, ist nur wenig über die Faktoren bekannt, die ausschlaggebend für die Resistenz und Anfälligkeit in ihren Wirten sind. Diese Wissenslücke wurde von einer EU-finanzierten Initiative adressiert.
Die Auswirkungen von Viren auf die toxische Algenblüte
Viren finden sich in allen lebenden Meeresorganismen wieder, seien es winzige Bakterien oder riesige Wale. Diese bilden zudem einen entscheidende Komponente bei der mikrobiellen Verbindung, bei der gelöster organischer Kohlenstoff über die Einbindung in bakterielle Biomasse weiter oben in der Nahrungskette wieder eingeführt wird. Viren sind somit dabei behilflich, die mikrobielle Mortalität, Produktion, Gemeinschaftsstruktur und den biogeochemischen Kreislauf zu regulieren. Sie vermitteln zudem genetische Austausche zwischen Mikroben und beeinflussen somit die genetische Vielfalt mikrobieller Gemeinschaften.

Das Ziel des Projekts VINTPRYM (Functional genomics and ecological impact of viral infection in the toxic haptophyte Prymnesium polylepis) bestand darin, Wissenschaftler anhand von Probenahmen dabei zu unterstützen, ein besseres Verständnis der Wirt-Virus-Interaktion von marinem Phytoplankton zu erlangen. Dies wird dabei behilflich sein, in Erfahrung zu bringen, wie Viren potenziell schädliche Algenblüten regulieren.

Forscher verwendeten für die Untersuchung des Infektionszyklus von P. polylepis und seiner Viren eine hochmoderne RNA-Sequenzierungstechnik, wohingegen konventionelle Bioassays zur Messung der Blütetoxizität genutzt wurden. Darüber hinaus wurden Umweltproben entlang der norwegischen Küste gesammelt, um das Vorkommen und die Diversität von Prymnesium-Viren über eine Amplifikation spezifischer molekularer Marker zu bestimmen.

Eine vorläufige Analyse enthüllte, dass mehr als 50 % der beprobten Viren nicht bekannt oder nicht identifiziert waren und dass weniger als 10 % der Sequenzen zu bekannten Haptophytaviren gehörten. Dies verdeutlichte den Bedarf für die Isolierung und Kultivierung weiterer und neuer Virus-Wirt-Modellsysteme.

Darüber hinaus untersuchten Forscher die Unterschiede bei den transkriptomischen Reaktionen von Wirts- und Virusreaktionen während eines Infektionszyklus, um zu enthüllen, welche Gene zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiv sind. Es wurden zudem Proben genommen, um die photochemische Effizienz und Wachstumsrate zu messen und um die Verwendung für ein Elektronenmikroskop zu ermitteln, damit die Gesundheit des Wirts und der Infektionszustand bestimmt werden könnten.

Im Zuge von VINTPRYM wurden Virusgenominformationen mit Daten über die Genexpressionsprofilerstellungen kombiniert, um ein klareres Verständnis von den Mechanismen zu erlangen, welche einer erfolgreichen Infektion zugrunde liegen. Das Projekt wird ebenfalls als Grundlage für weiterführende Forschung an unterschiedlichen möglichen Infektionsstrategien zwischen den beiden untersuchten Virusarten fungieren.

Ferner könnten auch Faktoren untersucht werden, die eine Virusresistenz gegenüber manchen Stämmen bewirken, während sich an anderer Stelle Anfälligkeiten zeigen. Des Weiteren könnten Forscher messen, inwiefern sich Ströme auf biogeochemische Ströme auswirken sowie Änderungen in den Virus-Wirt-Interaktionen infolge von veränderten Umweltfaktoren untersuchen.

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Schlüsselwörter

Meeresviren, VINTPRYM, funktionale Genomik, Prymnesium polylepis, molekulare Marker
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