وثيقة
Theileria lestoquardi in Oman: genetic diversity, dynamics and identification of putative transmission-blocking antigen genes.
الناشر
Sultan Qaboos University.
ميلادي
2020
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
Theileria lestoquardi the causative agent of malignant ovine theileriosis (MOT) is
widespread in Oman causing massive losses among sheep. The present study examined
the extent of diversity and genetic relatedness of the T. lestoquardi in Oman compared to
that in different geographical areas in Africa (Sudan). The analysis revealed moderate
amount of diversity within both sites Sudan (0.572) and Oman (0.582) and limited
Linkage disequilibrium (LD) between pairs of markers. However, there was a higher
rate of multiplicity of infection (MOI) of T. lestoquardi genotypes per infected animal in
Sudan compared to Oman. Evidence of genetic differentiation between T. lestoquardi
parasites in Sudan and Oman FST (0.295), suggests limited overlap between the parasites
in the two sites.
In view of the high prevalence of mixed species infection of the two ovine Theileria spp
(the pathogenic T. lestoquardi and the less pathogenic T. ovis) in infected sheep, the
present study investigated the dynamics and pattern of within-host interaction between
the two parasites among co-infected sheep and its impact on the disease outcome. qPCR
of T. lestoquardi 18s rRNA and T. ovis 18s rRNA was used to quantify parasites in a
cohort of infected sheep over a period of one year (April 2016 to May 2017). The
prevalence of single pathogenic T. lestoquardi infection was high in the first two months
of the study, associated with a greater parasite density and mortality, compared to mixed
infection. However, in subsequent months, the prevalence of mixed infection increased
gradually to reach 100%, associated with declining clinical symptoms and mortality. T.
lestoquardi density was significantly higher in single infection compared to mixed
infection, indicative of competitive interaction between the two parasites. T. lestoquardi
multiplicity (MOI) increase over time reflecting frequent acquisition of novel genotypes
(super-infection). However, the presence of co-infecting T. ovis did not significantly
influenced the multiplicity of T. lestoquardi genotypes.
The available partial T. lestoquardi genome sequence provided an opportunity to
identify orthologue genes of known transmission blocking antigens in related
apicomplexan parasites. In silico analysis identified nine orthologues of sexual stage
proteins genes of other apicomplexan parasites (Babesia and Plasmodium) in T.
lestoquardi (TL03640, TL14250, TL07240, TL12550, TL09935, TL19820, TL18305,
TL07145 and TL09115) belong to four families; 6-Cys, CPW-WPC, LCCL and Hap2.
The above genes are conserved across the apicomplexan parasites (Plasmodium, Babesia
and Theileria). Sequence analysis of these genes revealed limited, nucleotide and
haplotypes diversity among T. lestoquardi isolates in different regions in Oman. In
contrast, higher nucleotide and haplotypes diversity were seen among the asexual stage
antigen genes (Tlms1 and Tl9). The ratio of nonsynonymous to synonymous substitution
(dN/dS) suggests absence of selection among the sexual stage genes, while, higher
viii
dN/dS ratio indicative of positive selection was observed for the asexual stage antigen
genes.
Transcriptional analysis of four of the above putative sexual stage protein genes, two 6-
Cys genes (TL03640, TL14250) and two CPW-WPC genes (TL07145, TL18305) were
examined in infected RBCs (piroplasm) and T. lestoquardi cell line (schizonts), infected
sheep and infected ticks. The expression of 6-Cys TL03640, TL07145 and the CPWWPC TL18305 elevated in the infected RBCs, in contrast the 6-Cys gene TL14250
expression was higher in the schizonts stage. Transcripts of TL03640 and TL07145, were
detected in infected ticks but not in the corresponding sheep host. On the contrary, 6-cys
TL14250 and CPW-WPC TL18305 transcripts were detected in both infected ticks and
the corresponding infected sheep. TL18305 showed higher expression in ticks compared
to sheep while the TL14250 exhibited higher expression in sheep compared to ticks.
These results imply that proteins encoded by the TL03640 and TL07145 genes have a
potential role in the sexual phase of the life cycle, and can be considered as a
transmission blocking vaccine.
المجموعة
URL المصدر
الملخص العربي
يعتبر مرض الثلاريا الخبيثة احد اهم الامراض التي تصيب المجترات الصغيرة والذي ينتشر علي نطاق واسع في سلطنة عمان ويسبب خسائر فادحة بين الاغنام. طفيل lestoquardi. Tهو العامل المسبب لمرض الثيالريا الخبيثة والذي ينتمي لشعبة معقدات القمة (Apicomplexa .( تناولت الدراسة الحالية تنوع العشائر الوراثية لطفيل lestoquardi. T في عمان ومقارنة مدى التنوع والارتباط الجيني للطفيل بـالطفيل في مناطق جغرافية مختلفة في أفريقيا )السودان(. وكشف التحليل عن وجود كمية معتدلة من التنوع الوراثي في كل من السودان وسلطنة عمان مع وجود مستوى عا ل من تعدد التراكيب الوراثية لكل إصابة في كل من السودان وعمان، ومع ذلك فإن تعدد التراكيب الوراثية أعلي في طفيليات lestoquardi. T في السودان مقارنة بسلطنة عمان مما يعكس ارتفاع مستوى انتقال وإعادة التركيب في السودان. كشفت الدراسة عن مستوى عا ل من التمايز الوراثي بين طفيليات lestoquardi. T في السودان وعمان، مما يشير إلى تداخل محدود بين الطفيليات في الموقعين. في ضوء الانتشار العالي لعدوي الانواع المختطلة لطفيل الثلاريا التي تصيب الاغنام ) .T lestoquardi الممرضة و ovis. T الاقل امراضية(، بحثت الدراسة الحالية ديناميكية ونمط التفاعل بين نوعي الطفيل داخل المضيف، وتأثير التفاعل بين الطفيلين على نمط المرض، وذلك باستخدام تفاعل البلمرة المتسلسل الكمي للكشف عن الطفيليات وقياس كثافتها في مجموعة من الاغنام المصابة خالل فترة عام واحد )أبريل 2016 – مايو 2017 .)كان معدل انتشار عدوى المفردة ب lestoquardi. T الممرضة أعلى في الشهرين الاولين و الذي ارتبط بارتفاع كثافة الطفيل والوفيات مقارنة بالعدوى المختلطة ) lestoquardi. T +ovis. T .)في الاشهر الالحقة ليصل من فترة الدراسة، زاد انتشار العدوى المختلطة مع lestoquardi. T و Ovis. T تدريجيا إلى 100 ٪ من الحيوانات المصابة مع انخفاض الاعراض السريرية والوفيات. كانت كثافة .T lestoquardi أعلى بكثير في العدوى ا بالعدوى المختلطة لفردية مقارنة ، مما يشير إلى التفاعل التنافسي بين الطفيلين، وان وجود طفيل ovis. T يؤثر بشكل كبير علي نمط المرض المسبب بطفيل .T. lestoquardi في اطار الجهود المبذولة اليجاد استراتيجيات جديدة للحد من الاصابة بمرض الثيالريا لدي الاغنام, حيث اتاح توفر تتابعات الحمض النووي لطفيل lestoquardi. T فرصة للتعرف على أضداد المستضدات المعروفة لمنع انتقال العدوى في طفيليات apicomplexan ذات الصلة. باستخدام تحليل المعلوماتية الحيوية تم التعرف علي تسعة مناطق جينية ترمز لبروتينات ذات اهمية في المرحلة الجنسية لدورة حياة طفيل lestoquardi. T ،وهي "TL14250, TL03640 انها وجد والتي" TL07240, TL09935, TL19820, TL07145, TL18305, TL09115 علي درجة عالية من الحفظ في الطفيليات التي تنتمي لشعبة معقدات القمة (Apicomplexa (حيث x كشف اختبار تتابع الحمض النووي عن تباين محدود لهذه الجينات بين العزالت المختلفة لطفيل .T lestoquardi في عمان. كما ان دراسة تتابع البروتينات اظهرت ان هنالك انتقاء محايد لدي جينات المرحلة الجنسية لطفيل lestoquardi. T. أظهر التحليل النسخي لجينات )TL03640 ،TL14250, TL07145 وTL18305 )عن طريق استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل المعتمد علي الحمض النووي الرايبوزي، ارتفاع التعبير عن بروتينات جينات TL03640 وTL07145 في المراحل الجنسية للطفيل داخل القراد المصاب )الناقل الحشري( مع انعدام دالئل وجود تعبير هذه البروتينات في الاغنام المصابة. على العكس من ذلك ، تم اكتشاف وجود دالئل التعبير عن بروتينات جينات TL14250 و TL18305 في كل من القراد والاغنام المصابة. تشير هذه النتائج إلى أن البروتينات المشفرة بواسطة جينات TL03640 وTL07145 لها دور ء على ذلك، يشار إلى إجراء مزيد من الدراسات محتمل في المرحلة الجنسية من دورة الحياة. وبنا لتقييم ما إذا كان يمكن اعتبار هذه الجينات بمثابة لقاح يستهدف المراحل الجنسية لطفيل .T lestoquardi داخل القراد وبالتالي منع انتقال العدوي والتخلص من المرض في ُعمان وبلدان أخرى.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية