The microbiome of cetaceans as a health status marker
| Autor(a) principal: | |
|---|---|
| Data de Publicação: | 2017 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | eng |
| Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
| Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1822/63946 |
Resumo: | Dissertação de mestrado em Bioquímica Aplicada |
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The microbiome of cetaceans as a health status markerO microbioma de cetáceos como um indicador do estado de saúdeMarine sentinelHost-microbiome interactionsOral cavity microbiomeMetagenomics of 16S rRNA regionHigh-throughput sequencingMicrobiome discrimination based on metadataNon-invasive approachSentinelas marinhosInterações hospedeiro-microbiomaMicrobioma da cavidade oralMetagenómica da região 16SSequenciação de alto débitoDiscriminação do microbioma baseada em metadadosAbordagem não invasivaCiências Naturais::Outras Ciências NaturaisDissertação de mestrado em Bioquímica AplicadaNowadays, there is a growing concern about the integrity and ecological sustainability of marine environment due to several anthropogenic impacts that affect directly and strongly ocean life. Numerous aquatic species become more susceptible to diseases and infections, leading sea animals to an endangered status. Accordingly, the evaluation and monitorization of ocean ecosystem is crucial to recognize the major contributors to this imbalance as well as the at-risk populations, providing relevant information to make ecologically appropriate management decisions for both population and environmental surveillance. Cetaceans are key animals in marine habitat due to their crucial sentinel role in both disturbances and wellness of sea life. Consequently, the assessment and monitorization of their health status provides insights about aquatic health status and potential risks to ocean. Given the relevance of host-microbiome interactions, the identification of bacterial communities associated to respective hosts in distinct health and environmental contexts is extremely important. This type of studies was potentiated with the development of metagenomics approaches and progress of sequencing technologies. In this context, this work was focused on the identification of bacterial community present across fortyfour oral cavity samples from animals that differ in cause of death, occurrence local and other parameters, through DNA extraction, 16S rRNA region metagenomics sequencing and bioinformatics analysis. The results suggested a higher dominance of pathogenic genera, some of which involved in marine and human diseases. However, a considerable variation in terms of relative abundances of taxa in the target samples were also detected. This coupled with the restrict core bacteria genera may indicate that the oral microbiome of animals in study varies widely according to the corresponding animal characteristics. The PLS-DA of samples that were grouped by different metadata (species, gender, development stage, cause of death and occurrence local) indicated that these characteristics may influence the microbiome of oral cavity. Some taxa (e.g. Photobacterium and Phocoenobacter) were appointed as the genera possible involved in the microbiome discrimination, for instance, in accidental captured and diseased animals. In a near future, increasing the number of oral cavity samples analyzed the microbiome discriminations based on meta-parameters will become more statistically robust. Additionally, as the oral cavity is an easily accessible non-invasive tissue, its study is appealing due to the application in live animals, allowing a possible bio-monitorization approach based on the microbiome profile.Atualmente há uma crescente preocupação relativamente à integridade e sustentabilidade ecológica do ambiente marinho, devido aos diversos impactos antropogénicos que afetam diretamente e fortemente a vida do oceano. Enumeras espécies aquáticas tornam-se, deste modo, mais suscetíveis a doenças e infeções, conduzindo-as a um perigo de extinção. Neste sentido, a avaliação e monitorização do ecossistema marinho é crucial para reconhecer as principais causas para o desequilíbrio, bem como identificar as populações de risco, fornecendo informações relevantes para a implementação de medidas ecologicamente apropriadas tanto para a vigilância da população como do meio ambiente. Os cetáceos são animais chave no habitat aquático devido ao seu papel sentinela em relação aos distúrbios e bem-estar da vida marinha. Consequentemente, a avaliação e monitorização do seu estado de saúde fornece igualmente perspetivas sobre o estado de saúde e potenciais riscos para o oceano. Dada a relevância das interações hospedeiromicrobioma, a identificação das comunidades bacterianas associadas aos respetivos hospedeiros em diferentes contextos ambientais e de saúde é extremamente importante. Este tipo de estudos foi potenciado pelo desenvolvimento das abordagens de metagenómica e progresso das tecnologias de sequenciação. Neste contexto, o presente trabalho foca-se na identificação das comunidades bacterianas presentes em quarenta e quatro amostras de cavidade oral, de animais com diferente causa de morte, local de ocorrência e outros parâmetros, através da extração de DNA, metagenómica e sequenciação da região de rRNA 16S e análise bioinformática. Os resultados sugeriram uma elevada prevalência de géneros patogénicos, alguns deles envolvidos em doenças marinhas e humanas. No entanto, uma variação considerável em termos de abundância relativa dos taxa bacterianos foi também detetada. Isto acoplado a um restrito microbioma core, ao nível do género, poderá indicar que o microbioma oral dos animais em estudo varia amplamente, podendo esta variação estar relacionada com as diversas caraterísticas dos animais. A PLS-DA das amostras agrupadas pelos diferentes metadados (espécie, género, estágio de desenvolvimento, causa de morte e local de ocorrência) podem indicar que estas características influenciam o microbioma da cavidade oral. Alguns géneros, como Photobacterium e Phocoenobacter, foram apontados como os possíveis causadores da discriminação do microbioma em, por exemplo, animais acidentalmente capturados e doentes. Futuramente, com o aumento do número de amostras de cavidade oral estudadas, as discriminações do microbioma, baseadas nos diferentes meta-parâmetros, tornar-se-ão estatisticamente mais robustas. Adicionalmente, como a cavidade oral é um tecido não invasivo e de fácil acesso, o seu estudo é apelativo pela aplicação em animais vivos, podendo permitir uma possível bio-monitorização baseada no perfil do microbioma.The work presented in this thesis was performed at Molecular and Environmental Biology Centre (CBMA) on Department of Biology, specifically in Molecular Biotechnology and Molecular Genetics Laboratories, School of Sciences, University of Minho, Braga, Portugal. This work was supported by CETSENTI project (FCT/RECI/AAG-GLO/0470/2012), funded by Portuguese Foundation for Science and Technology. The work was also supported by the strategic programme UID/BIA/04050/2013 (POCI-01-0145-FEDER-007569) funded by national funds through the FCT I.P. and by the ERDF through the COMPETE2020 - Programa Operacional Competitividade e Internacionalização (POCI).Santos, P. M.Universidade do MinhoRodrigues, Helena Maria Araújo20172017-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/63946eng201909197info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:51:53Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/63946Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:50:54.376083Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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The microbiome of cetaceans as a health status marker Rodrigues, Helena Maria Araújo Marine sentinel Host-microbiome interactions Oral cavity microbiome Metagenomics of 16S rRNA region High-throughput sequencing Microbiome discrimination based on metadata Non-invasive approach Sentinelas marinhos Interações hospedeiro-microbioma Microbioma da cavidade oral Metagenómica da região 16S Sequenciação de alto débito Discriminação do microbioma baseada em metadados Abordagem não invasiva Ciências Naturais::Outras Ciências Naturais |
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