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Publication
Evolution of the immune system in Antarctic notothenioids
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 16.45 MB | Adobe PDF |
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Notothenioids are the most abundant group of teleost fish found in the Southern Ocean.
These fish evolved relatively recently from a single benthic ancestor and radiated and expanded
in the extreme cold of Antarctica waters and their physiology was adapted accordingly.
Surprisingly, little is known about their immune system and how immune defences were
modulated during adaptation to the cold environment and to its water specific microbiome. The
main objective of this thesis was to characterise the immune cellular and humoral responses to
bacterial and viral-like challenges in immune tissues and plasma of two phylogenetically related
notothenioids, Notothenia coriiceps and Notothenia rossii. The methodologies applied were
based on DNA sequencing technologies and biochemical assays to measure functional plasma
enzyme activity using a comparative approach. This study a) characterised and uncovered a
role of iron-metabolism and of the pattern recognition receptors family toll-like receptors
(TLRs) after a LPS immune challenge, b) characterised for the first time the transcriptomes of
important immune tissues (head-kidney, skin, duodenum, liver and spleen) and their response
to bacterial and viral challenges and in response to temperature, c) described the microbiome
communities associated to important immune tissue barriers in recently caught and immune
challenged notothenioids. The results contribute substantially to the understanding of the main
immune and non-immune pathways in the defence against external agents in Antarctic
notothenioids.
Os Nototenióides são o grupo de peixes teleósteos mais abundantes no Oceano Antártico. Estes peixes evoluíram recentemente de um ancestral bentónico comum e a sua fisiologia adaptou-se aquando da irradiação e expansão nas águas frias e extremas da Antártida. Surpreendentemente pouca informação é conhecida acerca do seu sistema imunológico e como as suas defesas imunológicas foram moduladas pela adaptação ao ambiente frio e ao microbioma único do oceano Antártico. O principal objetivo da tese foi caracterizar as respostas imunológicas ao nível celular e humoral contra patógenos agonistas bacterianos e virais em vários tecidos ligado ao sistema imune, bem como plasma sanguíneo em dois nototenióides. As metodologias aplicadas foram baseadas em tecnologias de sequenciação de ADN e em ensaios bioquímicos para quantificar a atividade de enzimas plasmáticas funcionais, através de uma abordagem comparativa. Neste estudo foram a) caracterizados e desvendados o papel de genes candidatos relacionados com o metabolismo do ferro e dos recetores de reconhecimento de padrões da família de recetores toll-like (TLRs) após exposição ao LPS, b) caracterizados pela primeira vez os transcriptomas de vários tecidos com função imunológica (rim, pele, duodeno, baço e fígado) e a sua resposta ao LPS, c) descritas as comunidades microbianas associadas aos principais tecidos imunológicos de barreira em recém capturados e após estimulação por agonistas bacterianos, virais e em resposta a aumento da temperatura. Estes resultados contribuem substancialmente para a compreensão dos principais componentes do sistema imune, bem como outras vias não imunes envolvidas na defesa contra agentes externos nos nototenióides antárticos.
Os Nototenióides são o grupo de peixes teleósteos mais abundantes no Oceano Antártico. Estes peixes evoluíram recentemente de um ancestral bentónico comum e a sua fisiologia adaptou-se aquando da irradiação e expansão nas águas frias e extremas da Antártida. Surpreendentemente pouca informação é conhecida acerca do seu sistema imunológico e como as suas defesas imunológicas foram moduladas pela adaptação ao ambiente frio e ao microbioma único do oceano Antártico. O principal objetivo da tese foi caracterizar as respostas imunológicas ao nível celular e humoral contra patógenos agonistas bacterianos e virais em vários tecidos ligado ao sistema imune, bem como plasma sanguíneo em dois nototenióides. As metodologias aplicadas foram baseadas em tecnologias de sequenciação de ADN e em ensaios bioquímicos para quantificar a atividade de enzimas plasmáticas funcionais, através de uma abordagem comparativa. Neste estudo foram a) caracterizados e desvendados o papel de genes candidatos relacionados com o metabolismo do ferro e dos recetores de reconhecimento de padrões da família de recetores toll-like (TLRs) após exposição ao LPS, b) caracterizados pela primeira vez os transcriptomas de vários tecidos com função imunológica (rim, pele, duodeno, baço e fígado) e a sua resposta ao LPS, c) descritas as comunidades microbianas associadas aos principais tecidos imunológicos de barreira em recém capturados e após estimulação por agonistas bacterianos, virais e em resposta a aumento da temperatura. Estes resultados contribuem substancialmente para a compreensão dos principais componentes do sistema imune, bem como outras vias não imunes envolvidas na defesa contra agentes externos nos nototenióides antárticos.
Description
Keywords
Nototenióides sistema imunitário Transcriptoma microbioma Patógenos