CrAssphage v odpadních vodách a lidské stolici

Abstract

Hlavním cílem této práce je provedení detekce a fylogenetické analýzy poměrně nedávno objeveného bakteriofága CrAssphage ze vzorků stolic dětí pocházejících z evropských, asijských a afrických zemí. Přítomnost crassfágu v prostředí byla testována na vzorcích odpadních vod. Jelikož práce s těmito vzorky podléhá biologickému riziku BSL2, je v teoretické části toto riziko shrnuto a jsou navržena pravidla pro práci s využitím dostupných zdrojů a stávající legislativy. Díky technikám sekvenování nové generace byl identifikován crassfág ve stolicích pocházejících od dětí z Nigérie, Ázerbájdžánu, Jordánska a Súdánu. Takto pozitivní vzorky byly spolu s dalšími stolicemi z Norska a Finska a českými odpadními vodami podrobeny amplifikaci tří informativních úseků crassfága, Sangerovu sekvenování a konstrukci fylogenetických stromů. Tak byla v rámci mezinárodní studie zhodnocena příbuznost genotypů tohoto fága. Přínosem provedené práce jsou nové znalosti o genetické diverzitě tohoto zcela nejprevalentnějšího viru v lidském střevě. I díky našim prioritním datům z Afriky lze potvrdit jeho celosvětový výskyt. Virus se přitom vyznačuje značnou diverzitou, která je bezesporu odrazem evolučních tlaků během jeho soužití s dosud neznámým bakteriálním hostitelem v lidském střevě.

The main aim of the work was to detect and genotype the recently discovered bacteriophage CrAssphage in stool samples of children from European, Asian and African countries. The presence of CrAssphage in the environment was tested in a set of Czech sewage water samples. As the work with these samples poses a biological risk, in the theoretical part of the work the biological safety measures are designed and discussed according to present laws. By using next generation virome sequencing, we identified CrAssphage in stool samples of children from Nigeria, Azerbaijan, Jordan and Sudan. Such positive samples were then analyzed along with stools from Norway and Finland, and with sewage waters from Czechia. Three informative regions of CrAssphage genome were amplified, sequenced and subjected to phylogenetic analysis in order to evaluate relatedness of its strains in the context of a world-wide study. The merit of the present work is in new knowledge obtained on the genetic diversity of this most prevalent virus in the human gut. It was possible to confirm its world-wide distribution (also to our priority data from Africa) and to show its marked diversity which undoubtedly mirrors various evolutionary pressures during its symbiosis with a yet unknown bacterial host in the human intestine.