Dinamika sestave viroma na območju širitve invazije: primerjalna študija invazivnih in domorodnih rakov

Virusi  lahko na različne načine vplivajo na uspeh bioloških invazij, tako da preprečijo ali omogočijo vnos oziroma širjenje invazivnih vrst. Tujerodni gostitelji običajno z vnosom manjšega števila posameznikov v novo okolje izgubijo številne viruse iz svojih domačih območij (t.i. ""enemy release""), kar lahko gostitelju omogoči, da v novem okolju doseže večji fitnes. Invazivne vrste pa s seboj v novo okolje prinašajo tudi svoje viruse, ki se lahko kot povzročitelji bolezni prenesejo in ogrozijo populacije domorodnih vrst, kar poimenujemo virusni ""spill-over"" oziroma prenos na novega gostitelja. Po drugi strani pa lahko invazivne vrste akumulirajo viruse iz novega okolja, s tem pa predstavljajo rezervoar za prenos na nativne gostitelje oziroma tako imenovani ""spill-back"" ali povratni virusni prenos. Ker so ti procesi večinoma neraziskani, želimo preučiti vpliv invazije na virom najuspešnejše invazivne vrste sladkovodnih nevretenčarjev v Evropi, signalnega raka Pacifastacus leniusculus. V naši nedavni študiji smo identificirali nove in divergentne RNA viruse v vzorcih tkiva hepatopankreasa signalnega raka. Z nadaljnjimi raziskavami želimo razjasniti morebitne razlike v virusni raznolikosti in prevalenci virusov vzdolž območja invazije signalnih rakov v reki Korani na Hrvaškem, kjer se njihovo območje invazije širi gorvodno in dolvodno. Nedavno vzpostavljene populacije na frontah invazije sobivajo z domorodnimi in filogenetsko sorodnimi raki (ozkoškarjevec, Pontastacus leptodactylus, Eschscholtz, 1823), ki so bili postopoma izpodrinjeni v jedru invazije. Tako želimo z nadaljnjimi analizami primerjati virome rakov, ki sobivata v reki Korani: invazivnega signalnega raka in domorodnega ozkoškarjevca. Za preučevanje dinamike sestave viromov na območju invazije in medsebojne povezanosti viromov domorodnih in invazivnih rakov je potreben inovativen in interdisciplinaren pristop. Zato bomo združili obsežno vzorčenje populacij posameznih in mešanih vrst rakov v reki Korani ter kontrolnih populacije rakov izven območja preučevane invazije, optimizirano pripravo vzorcev hepatopankreasa za visoko zmogljivo sekvenciranje, ki mu bo sledila najsodobnejša bioinformatska analiza za netarčno odkrivanje in karakterizacijo virusnih sekvenc. S statistično analizo bomo raziskali korelacije in možen vpliv izmerjenih intrinzičnih (indeksi za oceno stanja rakov, rezultati histopatoloških analiz hepatopankreasa, podatki o genski ekspresiji) in ekstrinzičnih (gostota populacije posameznih in mešanih vrst rakov) dejavnikov na virusno raznolikost in prevalenco virusov na območju invazije signalnega raka. Z bioinformatskimi analizami bomo odkrili nove viruse in karakterizirali njihov genom, opazovali morfologijo njihovih virusnih delcev, analizirali njihove filogenetske odnose z znanimi virusi in nadalje preučili dinamiko nukleotidne diverzitete virusnih sekvenc znotraj gostitelja, s čimer lahko razkrijemo prilagoditve, do katerih pride pri prenosu virusov med vrstami. Predlagani projekt bo omogočil večje razumevanje vpliva procesov invazije na virom invazivnih in domorodnih vrst rakov ter njuno medsebojno povezanost, kar ni pomembno zgolj v kontekstu invazivnih rakov in našega študijskega območja, ampak tudi širše za razumevanje vplivov invazije na mikrobiome drugih gostiteljev. Metode in orodja, razvita za vrednotenje virusne raznolikosti in ocene stanja rakov, bodo predstavljala temelje za nadaljnje razumevanje večinoma spregledanih vzrokov in posledic bioloških invazij za hitro razvijajoče se viruse.