Prosjektnummer
900725
Koordinert bakteriell virulens: Betydning for vintersår hos oppdrettsfisk / Coordinated Bacterial Virulence: Relevance in Winter Ulcer (COBACVIR)
Prosjektet har egen prosjektside hos Norges forskningsråd (Forskningsrådets prosjektnr. 216196) med populærvitenskapelig sammendrag, supplerende informasjon og publikasjoner.
Prosjektet har vært finansiert gjennom Forskningsrådet med delfinansiering fra FHF. Førstnevnte har hatt ansvaret for å kvalitetssikre prosjektet faglig og administrativt.
Prosjektet har gitt ny kunnskap om vintersårbakterier som vil bidra til økt forståelse av hvordan disse bakteriene forårsaker sykdom hos laks.
Vintersårproblemet hos oppdrettslaks forebygges ikke optimalt ved dagens vaksiner (2012). Hvert år registreres det en del direkte tap av oppdrettslaks i utbruddslignende situasjoner i oppdrettsanleggene og i tillegg blir det økonomiske tap i form av nedklassifisering av slaktet laks. Prosjektet skal framskaffe manglende kunnskap om bakterier knyttet til vintersår og deres samspill med verten. En økt innsikt i de faktorer som bidrar til utvikling av vintersår er nødvendig for å identifisere tiltak som kan kontrollere sykdomsproblemet effektivt.
Prosjektet følger opp arbeidet i et tidligere Forskningsrådsprosjekt i perioden 2006 til 2009.
FHFs handlingsplan for 2012 har et punkt “Sterk og robust laksefisk” der bedre overlevelse i sjøfasen er et av to hovedområder. Målet er tapsreduksjon og økt overlevelse gjennom effektive forebyggende tiltak. Prosjektet vil bidra til å øke kunnskapen om underliggende dødelighet slik at effektive tiltak kan settes inn i tråd med handlingsplanen til FHF. Prosjektet vil også øke kunnskapen om samspillet mellom vert og smittestoff.
I Norges veterinærhøgskoles forskningsstrategi er det nevnt at Norges veterinærhøgskole skal være internasjonalt ledende innen akvamedisin og dette prosjektet vil være et viktig bidrag for å oppnå dette målet.
Prosjektet følger opp arbeidet i et tidligere Forskningsrådsprosjekt i perioden 2006 til 2009.
FHFs handlingsplan for 2012 har et punkt “Sterk og robust laksefisk” der bedre overlevelse i sjøfasen er et av to hovedområder. Målet er tapsreduksjon og økt overlevelse gjennom effektive forebyggende tiltak. Prosjektet vil bidra til å øke kunnskapen om underliggende dødelighet slik at effektive tiltak kan settes inn i tråd med handlingsplanen til FHF. Prosjektet vil også øke kunnskapen om samspillet mellom vert og smittestoff.
I Norges veterinærhøgskoles forskningsstrategi er det nevnt at Norges veterinærhøgskole skal være internasjonalt ledende innen akvamedisin og dette prosjektet vil være et viktig bidrag for å oppnå dette målet.
Å undersøke flere nøkkelfaktorer av betydning for virulens hos Moritella viscosa som forårsaker vintersår og bakterier som ofte isoleres sammen med denne som Aliivibrio wodanis for å skape grunnlag for å forstå sykdomsutviklingen.
Delmål
1. Å identifisere en komplett oversikt over virulensfaktorer som er relevante for M. viscosa og A. wodanis gjennom genom-analyse.
2. Å foreta systematisk testing av stammer med muterte virulensgener for evne til å uttrykke virulens og utvikle sykdom i både sykdomsmodeller og i den naturlige verten.
3. Å foreta ekspresjonstesting av immunrelaterte gener i modellorganismene og hos atlantisk laks som respons på infeksjon med virulensgenmuterte M. viscosa og A. wodanis i smitteforsøk.
4. Å studere bevegelighet og adheranse i villtype og muterte stammer i cellekultur, i modellsystemer og ved å bruke imaging-studier.
5. Å studere hemolysiner og andre celletoksiner ved å anvende mutanter i et adaptert high-through-put system og i en infeksjonsmodell.
1. Å identifisere en komplett oversikt over virulensfaktorer som er relevante for M. viscosa og A. wodanis gjennom genom-analyse.
2. Å foreta systematisk testing av stammer med muterte virulensgener for evne til å uttrykke virulens og utvikle sykdom i både sykdomsmodeller og i den naturlige verten.
3. Å foreta ekspresjonstesting av immunrelaterte gener i modellorganismene og hos atlantisk laks som respons på infeksjon med virulensgenmuterte M. viscosa og A. wodanis i smitteforsøk.
4. Å studere bevegelighet og adheranse i villtype og muterte stammer i cellekultur, i modellsystemer og ved å bruke imaging-studier.
5. Å studere hemolysiner og andre celletoksiner ved å anvende mutanter i et adaptert high-through-put system og i en infeksjonsmodell.
Den viktigste forventede nytteverdien av prosjektet vil være en dypere forståelse av interaksjonen mellom Moritella viscosa og Aliivibrio wodanis når vintersår forekommer. Denne økte forståelsen vil danne et grunnlag for å gjøre tiltak for å unngå vintersår inkludert en forbedret vaksine og mer optimaliserte driftsrutiner som kan redusere risikoen for sykdom.
Mindre vintersår vil føre til mindre tap av fisk i oppdrettet av laks fra smolt til slakt og også gi høyere kvalitet på en større del av den slaktede laksen. Dette vil i tillegg til bedre dyrevelferd gi større økonomisk gevinst i oppdrettsnæringen. Effekten av resultatene i prosjektet i oppdrettsnæringen vil klart gi en langt større økonomisk gevinst enn kostnadene for prosjektet.
Mindre vintersår vil føre til mindre tap av fisk i oppdrettet av laks fra smolt til slakt og også gi høyere kvalitet på en større del av den slaktede laksen. Dette vil i tillegg til bedre dyrevelferd gi større økonomisk gevinst i oppdrettsnæringen. Effekten av resultatene i prosjektet i oppdrettsnæringen vil klart gi en langt større økonomisk gevinst enn kostnadene for prosjektet.
Prosjektet er i hovedsak planlagt ved at knock-out mutagenese er tenkt gjennomført for både M. viscosa og A. wodanis og det skal etableres et high-through-put-system for å analysere et høyt antall mutanter for endrede fenotypiske egenskaper som følge av mutasjonene. Mutanter med endret funksjon særlig i forhold til virulens skal testes i virulensmodeller inkludert til slutt i laksen som den naturlige verten for infeksjonen.
Prosjektet har følgende deler:
Genom og virulensgener
• Genomene til M. viscosa og A. wodanis er sekvensert ved Sanger-instituttet i et tidligere prosjekt og vil analyseres med bioinformatikk ved Universitetet i Tromsø.
• Spesial-lagede mikromatriser vil bli brukt til transkriptom-analyse av M. viscosa og A. wodanis under forskjellige dyrkingsbetingelser ved Norsk mikromatrise-konsortium ved FUGE-plattformen i Trondheim.
• Et modellsystem med nematoden Dictyostelium discoideum vil bli brukt til å teste virulens hos M. viscosa og A. wodanis ved Bernhard-Nocht-Institute i Hamburg.
• Ekspresjonsstudier av både villtype og mutanter av M. viscosa og A. wodanis vil bli utført i Dictyostelium-modellen og til slutt i laks henholdsvis i Hamburg og ved Norges veterinærhøgskole i Oslo.
Bevegelighet og tilheftning
• Transposonmutant-biblioteker av M. viscosa og A. wodanis vil bli konstruert og benyttet til studier av bidraget fra overflateorganeller under infeksjonsutviklingen. Dette vil bli gjort ved Universitetet i Oslo og ved Norges veterinærhøgskole.
• Enkeltkolonier/buljongerkulturer fra bibliotekene vil bli punktinokulert på agar for å teste evne til sverming ved forskjellige temperaturer og saltkonsentrasjoner ved å bruke robotisert utstyr ved SINTEF.
• Selekterte stammer fra svermingsstudiene, vill-type-stammer og mutantbibliotekene vil bli testet for evne til adheranse i en test der CHSE-lakseceller dyrkes i et 96-brønners mikrotiterbrett, i primær-keratocytt infeksjonsmodellen hos Debra Milton (Umeå/Alabama) og i modellen med Dictyostelium.
Toksiner og hemolysiner
• Et robotisert system for identifisering av faktorer som gir celletoksisk effekt under vintersårutviklingen vil bli benyttet til å teste transposonmutantbibliotekene for forekomst av hemolyse in vitro ved SINTEF.
• Et modellsystem for testing av M. viscosa og A. wodanis med Caenorhabditis elegans vil bli etablert av Sun Nyunt Whai ved Umeå universitet.
• Identifisering av genetiske elementer som gir celletoksisitet hos M. viscosa vil bli utført i CHSE-lakseceller ved å tilpasse et high-through-put system ved SINTEF med en test som involverer levende-død-farging av CHSE-cellene.
• Identifisering av genetiske elementer som gir celletoksisitet forårsaket av M. viscosa ved å benytte vill-stammer og mutantbibliotekene i keratocytt-infeksjonsmodellen og modellorganismen C. elegans vil bli gjort i Umeå.
Metodene som skal benyttes i prosjektet er etablert i et tidligere prosjekt men knock-out-mutagent-biblioteker og high-through-put-analyser basert på de kjente testene og etablering av Dictyostelium-modellen vil bli gjennomført i dette prosjektet. En næringspartner (Mainstream AS) er kommet inn i prosjektet og vil bidra med viktig feltmateriale til partnerne i prosjektet og i tillegg vil forskerne i Mainstream AS bidra i laboratoriearbeidet, sammen med de ansatte i prosjektet, gjennom sitt laboratorium i Bergen der prosjektansatte vil få mulighet til å arbeide. Partneren ved Harvard Medical School, Boston vil bidra med etablering av knock-out-biblioteker.
Det vil bli arrangert årlige prosjektmøter der alle partnerne deltar og ellers møter mellom partnere som samarbeider om de forskjellige delmålene i prosjektet når det er naturlig.
Prosjektet har følgende deler:
Genom og virulensgener
• Genomene til M. viscosa og A. wodanis er sekvensert ved Sanger-instituttet i et tidligere prosjekt og vil analyseres med bioinformatikk ved Universitetet i Tromsø.
• Spesial-lagede mikromatriser vil bli brukt til transkriptom-analyse av M. viscosa og A. wodanis under forskjellige dyrkingsbetingelser ved Norsk mikromatrise-konsortium ved FUGE-plattformen i Trondheim.
• Et modellsystem med nematoden Dictyostelium discoideum vil bli brukt til å teste virulens hos M. viscosa og A. wodanis ved Bernhard-Nocht-Institute i Hamburg.
• Ekspresjonsstudier av både villtype og mutanter av M. viscosa og A. wodanis vil bli utført i Dictyostelium-modellen og til slutt i laks henholdsvis i Hamburg og ved Norges veterinærhøgskole i Oslo.
Bevegelighet og tilheftning
• Transposonmutant-biblioteker av M. viscosa og A. wodanis vil bli konstruert og benyttet til studier av bidraget fra overflateorganeller under infeksjonsutviklingen. Dette vil bli gjort ved Universitetet i Oslo og ved Norges veterinærhøgskole.
• Enkeltkolonier/buljongerkulturer fra bibliotekene vil bli punktinokulert på agar for å teste evne til sverming ved forskjellige temperaturer og saltkonsentrasjoner ved å bruke robotisert utstyr ved SINTEF.
• Selekterte stammer fra svermingsstudiene, vill-type-stammer og mutantbibliotekene vil bli testet for evne til adheranse i en test der CHSE-lakseceller dyrkes i et 96-brønners mikrotiterbrett, i primær-keratocytt infeksjonsmodellen hos Debra Milton (Umeå/Alabama) og i modellen med Dictyostelium.
Toksiner og hemolysiner
• Et robotisert system for identifisering av faktorer som gir celletoksisk effekt under vintersårutviklingen vil bli benyttet til å teste transposonmutantbibliotekene for forekomst av hemolyse in vitro ved SINTEF.
• Et modellsystem for testing av M. viscosa og A. wodanis med Caenorhabditis elegans vil bli etablert av Sun Nyunt Whai ved Umeå universitet.
• Identifisering av genetiske elementer som gir celletoksisitet hos M. viscosa vil bli utført i CHSE-lakseceller ved å tilpasse et high-through-put system ved SINTEF med en test som involverer levende-død-farging av CHSE-cellene.
• Identifisering av genetiske elementer som gir celletoksisitet forårsaket av M. viscosa ved å benytte vill-stammer og mutantbibliotekene i keratocytt-infeksjonsmodellen og modellorganismen C. elegans vil bli gjort i Umeå.
Metodene som skal benyttes i prosjektet er etablert i et tidligere prosjekt men knock-out-mutagent-biblioteker og high-through-put-analyser basert på de kjente testene og etablering av Dictyostelium-modellen vil bli gjennomført i dette prosjektet. En næringspartner (Mainstream AS) er kommet inn i prosjektet og vil bidra med viktig feltmateriale til partnerne i prosjektet og i tillegg vil forskerne i Mainstream AS bidra i laboratoriearbeidet, sammen med de ansatte i prosjektet, gjennom sitt laboratorium i Bergen der prosjektansatte vil få mulighet til å arbeide. Partneren ved Harvard Medical School, Boston vil bidra med etablering av knock-out-biblioteker.
Det vil bli arrangert årlige prosjektmøter der alle partnerne deltar og ellers møter mellom partnere som samarbeider om de forskjellige delmålene i prosjektet når det er naturlig.
Resultatene fra prosjektet vil bli formidlet til det vitenskapelige miljøet gjennom deltakelse med presentasjoner på nasjonale og internasjonale møter og gjennom publisering av resultatene i gode internasjonale tidsskrifter med fagfellevurderingsordning. Alle de involverte forskningsgruppene har god erfaring med formidling av forskningsresultater i det vitenskapelige miljøet.
I tillegg vil resultatene i prosjektet være aktuelle for formidling til alle aktører i næring og forvaltning gjennom regionale og lokale møter der prosjektdeltakerne blir kontaktet for å formidle resultater. I tillegg vil nasjonale fagtidsskrifter bli benyttet til å formidle resultatenes nytteverdi.
FHF vil kunne bruke sitt nettverk mot aktuelle brukere av resultatene fra prosjektet for å tilby bidrag fra prosjektets deltakere. Dette er sikret gjennom at FHFs egen representant vil bli invitert til prosjektmøter der resultater presenteres internt i prosjektet.
I tillegg vil resultatene i prosjektet være aktuelle for formidling til alle aktører i næring og forvaltning gjennom regionale og lokale møter der prosjektdeltakerne blir kontaktet for å formidle resultater. I tillegg vil nasjonale fagtidsskrifter bli benyttet til å formidle resultatenes nytteverdi.
FHF vil kunne bruke sitt nettverk mot aktuelle brukere av resultatene fra prosjektet for å tilby bidrag fra prosjektets deltakere. Dette er sikret gjennom at FHFs egen representant vil bli invitert til prosjektmøter der resultater presenteres internt i prosjektet.