Zeitschrift für Aquakulturforschung und -entwicklung

Abstrakt

Immunmodulatorische Effekte von Vibrio diabolicus auf Bathymodiolus azoricus während langfristiger Akklimatisierung bei atmosphärischem Druck

Inês Barros, Susana Mendes, Domitilia Rosa, Ricardo Serrão Santos und Raul Bettencourt

Muscheln der Gattung Bathymodiolus sind die am häufigsten vorkommenden Arten, die hydrothermale Quellen am Mittelatlantischen Rücken bewohnen. Das Vorkommen endosymbiontischer Bakterien in den Kiemen der Tiefseemuschel Bathymodiolus azoricus wird als evolutionäres Merkmal angesehen, das Tiefseemuscheln die Fähigkeit verleiht, sich an eine auf Chemosynthese basierende Umgebung anzupassen und gleichzeitig möglicherweise die Expression von Immungenen des Wirts zu steuern. In der vorliegenden Studie wurden die funktionellen immunologischen Fähigkeiten der Kiemengewebe von B. azoricus während eines Akklimatisierungsexperiments in einer Aquarienumgebung bei atmosphärischem Druck untersucht, bei dem die Muscheln über einen Zeitraum von 3 Wochen für wiederkehrende Perioden von 6 Stunden, abwechselnd mit längeren Inkubationsintervallen in Meerwasser, Vibrio diabolicus-Stimulationen ausgesetzt wurden.

Die Auswirkungen der V. diabolicus-Exposition wurden zu verschiedenen Zeitpunkten analysiert, wobei die mRNA-Transkriptwerte von sowohl Wirtsimmun- als auch Endosymbiontengenen möglicherweise eine gegenseitige Abhängigkeit der Genexpression zwischen Wirt und Endosymbionten aufzeigten. qPCR-Ergebnisse, die auf ausgewählte Wirtsimmun- und Endosymbiontengene abzielten, zeigten signifikante Unterschiede in der Genexpression zwischen den Kontrollmuscheln im Meerwasser und den V. diabolicus-exponierten Muscheln. Die Auswirkungen des Akklimatisierungszeitpunkts und der Endosymbiontenprävalenz auf die Expression der Wirtsimmungene deuteten darauf hin, dass unterschiedliche zeitabhängige Immungenreaktionen in B. azoricus an Endosymbiontenbakterien gebunden sind. Die Ergebnisse spiegeln eine direkte Wirkung von V. diabolicus auf die Genexpressionsprofile von Endosymbionten wider, wie durch die Hochregulierung von Endosymbiontengenen wie ALDH, CA, CBB, MeDH, MMO und SOXB insbesondere nach 2 und 3 Wochen Akklimatisierung gezeigt wurde. V. diabolicus-Stimulationen verursachten eine Auf- und Abregulierung der Genexpression, die nach 72 Stunden und 1 Woche bzw. 48 Stunden, 2 und 3 Wochen Akklimatisierung zu beobachten war. Diese Studien des Genexpressionsprofils untermauerten die Fähigkeit von B. azoricus, sein Immunsystem zu mobilisieren und auf Vibrio-Befall zu reagieren. Eine mutmaßliche Schutzfunktion der Endosymbionten wurde angesichts des fortschreitenden Rückgangs der transkriptionellen Aktivität der Immungene nach 2 Wochen Akklimatisierung in Betracht gezogen, der mit einem vorhersehbaren Verlust der Endosymbionten in landgestützten Aquariensystemen bei atmosphärischem Druck einhergeht. Eine bisher nicht charakterisierte Schutzfunktion der Endosymbionten wird hier zum ersten Mal angesprochen und könnte sich auch auf die Bekämpfung der Apoptose-Induktion infolge von Vibrio-Infektionen erstrecken, wie die Herunterregulierung der Genexpression von BCL2 und p43, die zu allen Akklimatisierungszeitpunkten zu beobachten war, nahelegt.