Analyse des Gesamttranskriptoms, Sekretoms und Transmembranoms der Roten Vogelmilbe Dermanyssus gallinae

Schicht, Sabine

Published

Analyse des Gesamttranskriptoms, Sekretoms und Transmembranoms der Roten Vogelmilbe Dermanyssus gallinae

German
English

Die Rote Vogelmilbe Dermanyssus gallinae stellt ein schwerwiegendes Problem in der modernen Geflügelhaltung dar, da ein Befall mit diesem Ektoparasiten gravierende Leistungsminderungen oder sogar den Tod durch Anämie für das befallene Wirtschaftsgeflügel zur Folge hat. Dennoch ist auf genetischer bzw. Transkriptebene bislang nur wenig bekannt. Um das Transkriptom von D. gallinae zu erhalten, wurde eine de novo-Sequenzierung mit Gesamt-RNA aller Stadien und beider Geschlechter von hungernden sowie frisch gesogenen Milben durchgeführt. Die 454-Pyrosequenzierung ergab ca. 1,5 Millionen Sequenzen. Diese wurden geclustert und assembliert, anschließend geBLASTed und auf Sequenzhomologien mit dem Wirt „Haushuhn“ bzw. bakterielle Kontaminanten geprüft. Den letztlich resultierenden 267.464 Sequenzen (231.657 Singletons, 56 Contigs und 35.751 Isotigs) wurden Genontologien zugeordnet. Des Weiteren wurden die Milbensequenzen auf funktionelle Domänen untersucht, funktionell Stoffwechselwegen zugeordnet und in 55.129 putative Proteinsequenzen translatiert. Diese wurden in silico hinsichtlich putativer Transmembranproteine (pTM Proteine) sowie exkretorisch/sekretorischer (pES) Proteine analysiert, da diese eine favorisierte Gruppe von Antigenen zur Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze darstellen. Die 7.363 pTM und 3.091 pES Proteine wurden mit Hilfe eines BLASTp-Sequenzvergleichs sowie verschiedener bioinformatischer Analysen hinsichtlich ihrer Funktion charakterisiert. Die Analysen ergaben eine Vielfalt von Proteinen, die unter anderem voraussichtlich in wichtige Entwicklungsprozesse, das neuronalen Netzwerk und die Hämoglobinverdauung involviert sind und somit ein mögliches Repertoire von Zielmolekülen für künftige Bekämpfungsansätze darstellen. Insgesamt stellt die vorliegende Arbeit einen großen Datensatz an D. gallinae-Transkripten zur Verfügung, der dazu beiträgt, die Biologie der Roten Vogelmilbe auf genetischer Ebene besser zu verstehen. Ferner bildet sie ein Fundament für weitere Forschungsarbeiten und neue, an Zielproteinen ausgerichtete Interventionsstrategien, wie beispielsweise die Entwicklung einer rekombinanten Vakzine gegen diesen Geflügelparasiten.

Infestation with the poultry red mite, Dermanyssus gallinae, may result in economic losses or even in death of the poultry due to anemia. Even though the poultry red mite is the most important ectoparasite in poultry farming, only little is known about the parasite on the genetic and transcriptional level. To obtain the mite’s transcriptome, de novo 454-pyrosequencing including all developmental stages and sexes of starved as well as freshly blood fed mites was carried out, resulting in about 1.5 million reads. These reads were clustered and assembled and subsequently BLASTed to identify contaminating sequences of the chicken host Gallus gallus or bacterial endosymbionts. Finally, 267,464 sequences (231,657 singletons, 56 contigs and 35,751 isotigs) were obtained and annotated to Gene Ontology terms. Additionally, D. gallinae sequences were analyzed for functional domains and protein families, mapped to KEGG pathways and translated into 55,129 putative protein sequences. These protein sequences were used to identify putative transmembrane (pTM) and excretory/secretory (pES) proteins in silico, as these pTM and pES proteins represent a favored group of antigens for the development of new therapeutic solutions against parasites. The resulting 7,363 pTM and 3,091 pES proteins were BLASTed and functionally annotated using different bioinformatical tools. Analyses resulted in a pool of diverse proteins, which are suggested to be involved in different developmental processes, the neuronal network or hemoglobin digestion. Thus, they represent a repertoire of potential target molecules for new intervention strategies. The present study has made a huge data set of D. gallinae transcript sequences available, which helps to understand the mite’s biology on the genetic level. Furthermore, it provides a foundation for further research including the development of target protein-based new therapeutically solutions, for example the development of a recombinant vaccine against this poultry pest.