Host-microbiota, pro-inflammatory immunity and physiological senescence in wild birds

Abstract

Triggered by microbial ligands, inflammation serves as a "double-edged sword" to fight infections on the one hand, but on the other hand causing tissue damage due to oxidative stress if it is dysregulated. For example, chronic inflammation can contribute to inflammaging, which is now widely regarded as one of the causes of ageing. In my interdisciplinary dissertation, my colleagues and I investigated three interrelated aspects of inflammation, using an evolutionary framework and various free-living birds as models: (1) ecological and evolutionary determinants of gut microbiota (GM) composition and diversity, a driver of wild bird immunity, (2) diversity in immune genes affecting inflammatory responses in wild birds and (3) inflammation-related physiological senescence in a free-living passerine bird, the great tit (Parus major). Firstly, using 16S rRNA gene metabarcoding, we revealed high intra- and interspecific variation in passerine gut microbiota (GM) dominated by the major phyla Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria and Bacteroidetes. Although in mammals GM depends strongly on host phylogeny and diet, in birds we found only moderate effects of phylogeny and very limited effects of host geography and ecology on GM composition. While microbiota diverged between the upper and lower...

Mikrobiálními ligandy vyvolaný zánět je klíčový imunologický proces, který na jedné straně zajišťuje obranyschopnost proti infekčním onemocněním, ale jeho dysregulace může vést také k oxidačnímu poškození tkání. K tomu dochází např. během chronického zánětu, který může způsobovat tzv. inflammaeging, o němž se nyní uvažuje jako o možné příčině stárnutí. Ve své multidisciplinární disertaci jsem za využití evolučně-komparativních přístupů a ptáků jako modelové skupiny zkoumal tři vzájemně propojené aspekty zánětu: (1) evoluční a ekologické determinanty vnitro- a mezidruhové variability střevní mikrobioty (SM), které ovlivňují evoluci ptačí imunity, (2) genetickou diverzitu imunitních genů ovlivňující zánětlivou imunitní odpověď u ptáků a (3) stárnutí ve fyziologických znacích spojených s tzv. inflammagingem na modelu volně žijícího pěvce, sýkory koňadry (Parus major). (1) Pomocí sekvenování bakteriální 16S rRNA jsme zjistili značnou vnitro- i mezidruhovou diverzitu ve složení SM u pěvců a dominanci taxononů z kmenů Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria and Bacteroidetes. V porovnání se savčí SM, které je do velké míry determinována fylogenezí hostitele a jeho stravou, naše výsledky u pěvců ukazují pouze na středně silný vliv fylogeneze hostitele a velmi slabý vliv ekologických faktorů (potrava a...