dc.contributor.author
Alfano, Niccolò
dc.date.accessioned
2018-06-07T14:34:37Z
dc.date.available
2016-10-06T08:42:21.052Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/98
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-4302
dc.description.abstract
Retroviruses are widely studied since they are important pathogens of
vertebrates, they have the tendency to infect new species, with the associated
risk of causing pathologies in the new hosts and they are valuable biomedical
tools applied in gene transfer and gene therapy. Furthermore, endogenous
retroviruses (ERVs) have colonized the genome of most vertebrate species, with
retroviral endogenization having played a key role in the evolution of
vertebrate genomes. The koala retrovirus (KoRV) is the only known retrovirus
which is currently in the process of invading the germ line of its host
species. KoRV is also believed to induce leukemia, lymphomas and
immunosuppression in koalas, which may eventually cause higher susceptibility
to the highly prevalent Chlamydia infection in this species. The first aim of
this thesis was to evaluate the effect of KoRV on koala health through the
study of koala microbial communities (microbiomes). In Chapter II, I
characterized by 16S ribosomal RNA amplicon high-throughput sequencing the
ocular, oral, rectal and fecal microbiomes of two healthy captive koalas. This
study established the healthy baseline for koala microbiomes to which
microbiomes of diseased states can be compared. I also analysed the digestion-
associated bacterial communities to determine whether such communities may be
unusual in koalas, given their special diet based almost exclusively on
Eucalyptus leaves. This study demonstrated that koala microbiomes were
generally similar in composition to the microbiomes from the same body regions
of other mammals. Another particular aspect of KoRV is its closest
relationship to the gibbon ape leukemia virus (GALV), a retrovirus which
infects gibbons in Southeast Asia. KoRV and GALV are supposed to be the
results of a cross-species transmission which likely occurred via intermediate
as yet unknown hosts. The second aim of this thesis was to investigate the
evolutionary history of KoRV and GALV, trying to identify intermediate hosts
involved in the cross-species transmission between gibbons and koalas. In
Chapter III, I generated the complete genomic sequences of each GALV strain
from GALV-infected cell lines. The GALV clade was sister group of the koala
retroviruses (KoRVs). Signs of positive selection were detected across the
genome of the more pathogenic strains of GALV and KoRV, particularly in the
envelope gene, the most exposed portion of the virus to host immune system,
suggesting that host immune pressure is shaping the evolution of this
retroviral clade. In Chapter IV, a wide range of Southeast Asian rodent
species were screened for the presence of KoRV and GALV-like sequences. An ERV
very closely related to WMV was found in a newly discovered subspecies of
Melomys burtoni from Indonesia. M. burtoni is not present in Southeast Asia,
therefore gibbons must have been infected by another host which is still
unknown. However, the newly identified virus is the most closely related non-
primate retrovirus to GALV isolated to date and the most proximate record of
GALV to the Asian continent and to the distribution of gibbons.
de
dc.description.abstract
Retroviren sind umfassend erforscht, da sie wichtige Pathogene von
Wirbeltieren sind. Sie haben die Tendenz neue Arten zu infizieren mit der
Gefahr, und sie sind wertvolle biomedizinische Werkzeuge. Außerdem haben
endogenen Retroviren (ERVs) das Genom von den meisten Wirbeltierarten
kolonisiert, wobei Endogenisierung von Retroviren eine Schlüsselrolle in der
Evolution der Genome von Wirbeltieren gespielt hat. Der Koala Retrovirus
(KoRV) ist der einzige bekannte Retrovirus, der zurzeit in die Keimzellen
seiner Wirte eindringt. Es wird auch vermutet, dass KoRV Leukämie, Lymphome
und Immunsuppression in Koalas verursacht, was letztendlich zu einer höheren
Anfälligkeit von Koalas gegenüber der weit verbreiteten Infektion mit
Chlamydien führen könnte. Das erste Ziel dieser Dissertation war es, die
Wirkung von KoRV auf die Gesundheit von Koalas durch die Studie der
mikrobiotischen Zusammensetzung (Mikrobiome) zu untersuchen. In Kapitel II
habe ich mittels Hochdurchsatzsequenzierung von 16S ribosomaler RNA-Amplikons
das Mikrobiom des Auges, des Mundes, des Afters und des Kots von zwei in
Gefangenschaft lebenden Koalas charakterisiert. Diese Studie hat den
Normalzustand der Mikrobiome in gesunden Koalas etabliert, zu welchen
Mikrobiome von kranken Koalas verglichen werden können. Ich habe auch die
Bakteriengemeinschaften analysiert, die mit der Verdauung in Verbindung stehen
um zu bestimmen, ob hier Auffälligkeiten auf Grund der speziellen Nahrung von
Koalas, die fast ausschließlich aus Eukalyptusblättern besteht, zu finden
sind. Diese Studie hat demonstriert, dass Koala Mikrobiome in der
Zusammensetzung den Mikrobiomen der gleichen Körperstellen anderer Säugetiere
allgemein ähnlich waren. Eine andere Besonderheit von KoRV ist seine sehr nahe
Verwandtschaft zum Leukämievirus des Gibbons (GALV), ein Retrovirus, der
Gibbons in Südostasien befällt. KoRV und GALV sind vermutlich das Ergebnis
einer Übertragung über die Artengrenzen hinweg, die wahrscheinlich über einen
bisher unbekannten Zwischenwirt stattgefunden hat. Das zweite Ziel dieser
Dissertation war es, die Entwicklungsgeschichte von KoRV und GALV zu
untersuchen, und den Zwischenwirt zu identifizieren, der an der
artübergreifenden Übertragung zwischen Gibbon und Koala beteiligt war. Im
Kapitel III habe ich die gesamte genomische Sequenz aller GALV-Stämme aus
GALV-infizierten Zelllinien rekonstruiert. Die GALV Klade war eine
Schwestergruppe der Koala Retroviren (KoRVs). Hinweise auf positive Selektion
wurden überall im Genom der pathogeneren Stämme der GALV und KoRV gefunden,
vor allem in dem Gen, das die Virushülle kodiert, welches dem Immunsystem am
meisten exponiert ist. Dies weist darauf hin, dass der Selektionsdruck vom
Immunsystem des Wirtes ausgeht und so die Evolution der Retrovirenklade
geprägt hat. Im Kapitel IV wurde ein groß angelegtes Screening von
südostasiatischen Nagetierarten auf KoRV und GALV ähnliche Sequenzen
durchgeführt. Ein ERV, der sehr eng mit WMV verwandt ist, wurde in einer
neulich entdeckten Unterart von Melomys burtoni in Indonesien entdeckt. M.
Burtoni kommt nicht in Südostasien vor, weswegen Gibbons durch einen anderen
Wirt infiziert worden sein müssen, der bisher noch unbekannt ist. Dennoch ist
der neu identifizierte Virus der mit GALV am nächsten verwandte Nicht-Primaten
Retrovirus, der bisher isoliert wurde. Auch ist er der GALV, der am nächsten
zum asiatischen Kontinent und der Verbreitung von Gibbons entdeckt wurde.
de
dc.format.extent
142 Seiten
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
evolutionary biology
dc.subject
cross-species transmission
dc.subject
viral discovery
dc.subject
high-throughput sequencing
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::576 Genetik und Evolution
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::577 Ökologie
dc.title
High throughput approaches to studying virology: applications to the koala
retrovirus KoRV and gibbon ape leukemia virus GALV
dc.contributor.contact
gi.alfano@tiscali.it
dc.contributor.firstReferee
Prof. Alex D. Greenwood Ph.D
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Heribert Hofer D.phil
dc.date.accepted
2016-09-20
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000103093-6
dc.title.translated
Hochdurchsatzmethoden zu virologischen Forschungszwecken: Anwendung am Koala-
Retrovirus KoRV und dem Gibbonaffen-Leukämievirus GALV
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000103093
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000020094
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access