Opis projektu
Przenoszenie chorób w grupach społecznych
Ryzyko rozprzestrzeniania się chorób zakaźnych jest wyższe wśród organizmów społecznych żyjących w dużych grupach, ponieważ patogeny mogą szybko przenosić się pomiędzy osobnikami. Jedna z naukowych teorii na ten temat głosi, że dynamika choroby powinna zależeć od osobników wchodzących w skład grupy oraz struktury jej sieci społecznej, ale brakuje danych empirycznych, które mogłyby to potwierdzić. Epidemiologia eksperymentalna to dziedzina, w której pilnie potrzebne są nowe metody prowadzenia badań umożliwiające lepsze zrozumienie związku przyczynowego pomiędzy składem grupy, strukturą sieci społecznej i przenoszeniem chorób. Zespół finansowanego przez UE projektu EPIDEMIC zastosuje nowatorską metodę wykorzystującą unikalne cechy biologiczne mrówek z gatunku Ooceraea biroi. W przeciwieństwie do innych gatunków mrówek, Ooceraea biroi nie mają królowej w kolonii, ale rozmnażają się przez klonowanie – pomaga to lepiej kontrolować osobniki wchodzące w skład kolonii podczas badań. Naukowcy wykorzystają zautomatyzowane techniki do śledzenia zachowań owadów, aby zidentyfikować te cechy, które chronią organizmy społeczne przed chorobami zakaźnymi.
Cel
The risks and impact of disease are exacerbated in social organisms, which live in dense groups wherein pathogens can rapidly propagate. Theoretical epidemiology predicts that disease dynamics will depend in large part on a group's social interaction network, but empirical data are scarce. Experimental epidemiology is currently hampered by a lack of study systems that would enable a rigorous investigation of the causal link between network structure and disease transmission.
I will tackle this question using a novel system, the clonal raider ant, a social insect whose unique biology affords unparalleled control over the main aspects of colony composition that are thought to modulate social network structure, and therefore, disease transmission. My approach will combine cutting-edge automated techniques for behavioral tracking with molecular tools, and develop new methods to monitor transmission in real time. In a first step, I will create empirical networks that are theoretically predicted to vary in transmission risk and map individual immune function onto these networks, to measure the prophylactic network properties that might reduce disease transmission. Second, I will test if experimental increases in immune activity induce changes in behavior that are relevant for disease transmission, to measure inducible network properties. Finally, I will inoculate colonies with nematodes and quantify infection propagation in real time. This will allow me to compare various types of social networks (healthy, immune-activated, infected), to probe the link between behavior and immunity, and to experimentally test predictions from theoretical epidemiology.
This project takes an integrative approach—from individual immunity to collective behavior—to uncover the properties of social groups that protect them against disease. By linking theoretical epidemiology to real-world disease dynamics, it will push the limits of our ability to predict disease dynamics in social groups.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
80539 Munchen
Niemcy