SlideShare ist ein Scribd-Unternehmen logo
1 von 22
Downloaden Sie, um offline zu lesen
Host Transcriptome Analysis
During Onset and Establishment of Coral-Algal Symbiosis
Amin R Mohamed
ARC CoE Coral Reef Studies, James Cook University
AIMS@JCU, Australian Institute of Marine Science
AIMS@JCU Student Seminar Day, 2015
18th September 2015
Rosenberg et al., 2007
The coral holobiontBackground	

Corals exist in a
multipartite symbiosis with
•  Endosymbiotic algae
•  Resident microbiota
Ø  Bacteria
Ø  Archaea
Ø  viruses
Coral-Algal SymbiosisBackground	

•  Symbiodinium is a keystone symbiotic
partner to reef-building corals
•  Up to 95% of the host’s energy
requirements (Muscatine et al., 1975)
Coral Host Transcriptome Response
During Establishment Of Coral- Algal Symbiosis
Background
April 5, 2016	

 5	

Background	

 Host responses during Establishment of Coral- Algal Symbiosis
Current understanding
5- Disadvantages of the used method Microarrays !!!
•  Few genes (1000s)
•  Might be dominated by housekeeping genes
1- Competent Symbiodinium might sneak in…and host doesn’t notice
2- Competent Symbiodinium might suppress host responses
3- Response to symbionts is spatially restricted and hard to
detect
4- Previous attempts
•  Voolstra et al., 2009 ~ 30 min. and 6 days post infection
•  Schnitzler and Weis 2010 ~ 48 h post infection
Coral reference Genome and TranscriptomeBackground	

Indo-pacific corals
Acropora millepora
Prof David Miller’s lab - JCU
Acropora digitifera
Prof Nori Satoh’s lab - OIST
•  Using Next generation sequencing (NGS) (illumina RNAseq) to
explore the cross talk between host and symbiont during onset of
symbiosis
•  Better understanding the early events occurring during
establishment of coral-algal symbiosis
•  A. digitifera larvae infection with a competent symbiont,
Symbiodinium sp. clade B
•  Quantitatively measure gene expression (using the whole
transcriptome) in larvae infected with Symbiodinium compared
to to control “aposymbiotic” ones
Aims and Objectives	

Aims	

Objectives
The view in front of the marine station, Sesoko Island, Okinawa
Methodology	

Acropora assemblages
and spawning
Infection experiment
Okinawa coral spawning - June/July 2013
Methodology	

 Acropora development
Infection experiment designMethodology	

Sym B No algae
No algae
Sym B
Sym B No algae
Symbiotic
Aposymbiotic
Ø  6-d old larvae were used ~ with oral pore
Ø  700 larvae in 700 ml FSW
Ø  2 groups; Symbiotic Vs Aposymbiotic
Ø  3 replicate per group
Ø  Algal cultures (competent Symbiodinium)
were added with a final conc. of 3x105 cells/ ml
after being washed 3 times in FSW
Symbiotic
Symbiodinium sp
clade B cells
Aposymbiotic
= control
Sampling time points
T1= 4h
T2= 12h
T3= 48h
Next-gen sequencing (illumina RNAseq)
~ 150 larvae were collected washed in FSW snap frozen in liquid
nitrogen and stored at -80°C
RNA Integrity Number RIN= 9
Methodology	

mRNA enrichment
16 cDNA library construction
&
Illumina (HiSeq 2500) high-throughput
sequencing at OIST
Total RNA isolation
RNA Quality
RNA Integrity check using Agilent Bioanalyzer
Illumina RNAseq Data Analysis
Read Mapping~ BOWTIE
Transcript Abundance Estimation~ RSEM
Differential Gene Expression Analysis
edgeR FDR < 0.05
Gene Ontology (GO) Analysis~ DAVID
Methodology	

BIOLOGICAL INSIGHT
Enriched processes
&
Genes of Interest
Illumina 100 bp paired-end reads
Alignment BAM files
Reads count matrix
Differentially expressed genes = DEGs
A. digitifera Transcriptome
symbiodiniumB
control
symbiodiniumB
control
C1
C2
C3
S2
S1
S3
C1
C2
C3
S2
S1
S3
sample correlation matrix
diffExpr.P0.05_C1.matrix.log2
0.9 0.95 1
Value
Color Key
•  Heat map showing samples clustering at 4 h time point 	

•  High level of agreement among the biological replicates	

Results	

 Illumina RNAseq Data
•  16 RNAseq libraries (100 bp paired
end)
•  Yield: ~ 200 GB
•  Total illumina reads: 333 Million
	

	

 Symbiotic | infected Larvae
Aposymbiotic | control Larvae
Mapping reads against the reference A. digitifera transcriptome
Results	

 Illumina Reads Mapping
A screenshot of Acroproa digitifera transcripts reads alignments of both negative
control and Symbiodinium clade B infection reads at 4 h post infection;
Using the Integrated Genomics Viewer (IGV)
Coral Host Transcriptome Profiling at 4, 12, and 48 h post infection
Gene expression profiles between the Symbiodinium infected and control larvae
The red dots represent the 1073 significant differentially expressed genes (DEGs) detected
only at the 4h time point at adjusted P < 0.05
Differential Gene Expression Analysis EdgeRResults	

Significant DEGs
Non-significant DEGs
1073 DEGs No change No change
DEGs clustering at 4h post Symbiodinium infection
symbiodiniumB
control
C1
C2
C3
S2
S1
S3 adi_EST_assem_11651adi_EST_assem_7958adi_EST_assem_4175adi_EST_assem_27791adi_EST_assem_24670adi_EST_assem_15431adi_EST_assem_35734adi_EST_assem_14233adi_EST_assem_3100adi_EST_assem_15501adi_EST_assem_10958adi_EST_assem_4505adi_EST_assem_16166adi_EST_assem_9847adi_EST_assem_117adi_EST_assem_34039adi_EST_assem_20261adi_EST_assem_19497adi_EST_assem_24279adi_EST_assem_14707adi_EST_assem_11279adi_EST_assem_14856adi_EST_assem_5569adi_EST_assem_5738adi_EST_assem_5350adi_EST_assem_6438adi_EST_assem_4974adi_EST_assem_3850adi_EST_assem_30463adi_EST_assem_27890adi_EST_assem_21171adi_EST_assem_8083adi_EST_assem_8082adi_EST_assem_25541adi_EST_assem_23473adi_EST_assem_3654adi_EST_assem_28572adi_EST_assem_32072adi_EST_assem_5038adi_EST_assem_10220adi_EST_assem_26515adi_EST_assem_9646adi_EST_assem_2898adi_EST_assem_3267adi_EST_assem_3864adi_EST_assem_3374adi_EST_assem_5263adi_EST_assem_10237adi_EST_assem_13833adi_EST_assem_388adi_EST_assem_2340adi_EST_assem_6686adi_EST_assem_7152adi_EST_assem_1121adi_EST_assem_15203adi_EST_assem_3089adi_EST_assem_4958adi_EST_assem_11271adi_EST_assem_17936adi_EST_assem_5429adi_EST_assem_7938adi_EST_assem_9908adi_EST_assem_11310adi_EST_assem_6895adi_EST_assem_6927adi_EST_assem_6408adi_EST_assem_6212adi_EST_assem_17635adi_EST_assem_6809adi_EST_assem_8065adi_EST_assem_9213adi_EST_assem_7479adi_EST_assem_14494adi_EST_assem_15717adi_EST_assem_1236adi_EST_assem_5679adi_EST_assem_8017adi_EST_assem_1783adi_EST_assem_8024adi_EST_assem_23935adi_EST_assem_4095adi_EST_assem_4070adi_EST_assem_17580adi_EST_assem_6313adi_EST_assem_4904adi_EST_assem_4385adi_EST_assem_3752adi_EST_assem_5274adi_EST_assem_33adi_EST_assem_1086adi_EST_assem_54adi_EST_assem_1352adi_EST_assem_6764adi_EST_assem_20728adi_EST_assem_12987adi_EST_assem_259adi_EST_assem_675adi_EST_assem_7220adi_EST_assem_7486adi_EST_assem_9237adi_EST_assem_131adi_EST_assem_9322adi_EST_assem_17304adi_EST_assem_16196adi_EST_assem_12678adi_EST_assem_14041adi_EST_assem_238adi_EST_assem_983adi_EST_assem_6284adi_EST_assem_8045adi_EST_assem_5468adi_EST_assem_2963adi_EST_assem_2066adi_EST_assem_19182adi_EST_assem_25169adi_EST_assem_3734adi_EST_assem_22402adi_EST_assem_2345adi_EST_assem_23118adi_EST_assem_4556adi_EST_assem_226adi_EST_assem_9517adi_EST_assem_24159adi_EST_assem_3776adi_EST_assem_14245adi_EST_assem_14931adi_EST_assem_21394adi_EST_assem_17000adi_EST_assem_14486adi_EST_assem_6697adi_EST_assem_22337adi_EST_assem_17674adi_EST_assem_21418adi_EST_assem_22116adi_EST_assem_17327adi_EST_assem_2270adi_EST_assem_25874adi_EST_assem_13388adi_EST_assem_7793adi_EST_assem_7794adi_EST_assem_10925adi_EST_assem_3425adi_EST_assem_19346adi_EST_assem_10912adi_EST_assem_19316adi_EST_assem_5115adi_EST_assem_14865adi_EST_assem_27416adi_EST_assem_5597adi_EST_assem_3915adi_EST_assem_25422adi_EST_assem_5538adi_EST_assem_13740adi_EST_assem_31632adi_EST_assem_25720adi_EST_assem_10175adi_EST_assem_5495adi_EST_assem_1997adi_EST_assem_11343adi_EST_assem_7749adi_EST_assem_23543adi_EST_assem_10556adi_EST_assem_25811adi_EST_assem_18746adi_EST_assem_10727adi_EST_assem_5753adi_EST_assem_15905adi_EST_assem_6056adi_EST_assem_16483adi_EST_assem_11037adi_EST_assem_7211adi_EST_assem_32585adi_EST_assem_4150adi_EST_assem_5465adi_EST_assem_4692adi_EST_assem_31695adi_EST_assem_4837adi_EST_assem_11539adi_EST_assem_4310adi_EST_assem_10387adi_EST_assem_13950adi_EST_assem_20902adi_EST_assem_5787adi_EST_assem_11281adi_EST_assem_10741adi_EST_assem_11737adi_EST_assem_24899adi_EST_assem_18351adi_EST_assem_3184adi_EST_assem_9430adi_EST_assem_12596adi_EST_assem_14170adi_EST_assem_10518adi_EST_assem_8308adi_EST_assem_32217adi_EST_assem_27242adi_EST_assem_16342adi_EST_assem_5527adi_EST_assem_19215adi_EST_assem_20522adi_EST_assem_8991adi_EST_assem_16094adi_EST_assem_5414adi_EST_assem_5388adi_EST_assem_13911adi_EST_assem_8135adi_EST_assem_29926adi_EST_assem_3521adi_EST_assem_2618adi_EST_assem_10084adi_EST_assem_17780adi_EST_assem_9537adi_EST_assem_26763adi_EST_assem_26250adi_EST_assem_18654adi_EST_assem_19526adi_EST_assem_15509adi_EST_assem_8917adi_EST_assem_5633adi_EST_assem_26407adi_EST_assem_8436adi_EST_assem_4309adi_EST_assem_1475adi_EST_assem_3366adi_EST_assem_6006adi_EST_assem_18666adi_EST_assem_10953adi_EST_assem_1945adi_EST_assem_18051adi_EST_assem_16437adi_EST_assem_9359adi_EST_assem_15028adi_EST_assem_11093adi_EST_assem_4503adi_EST_assem_4754adi_EST_assem_1710adi_EST_assem_1897adi_EST_assem_19633adi_EST_assem_654adi_EST_assem_14524adi_EST_assem_9227adi_EST_assem_23974adi_EST_assem_18284adi_EST_assem_28748adi_EST_assem_4954adi_EST_assem_5199adi_EST_assem_6847adi_EST_assem_2268adi_EST_assem_4134adi_EST_assem_16816adi_EST_assem_3874adi_EST_assem_21133adi_EST_assem_25251adi_EST_assem_7512adi_EST_assem_7821adi_EST_assem_2745adi_EST_assem_3453adi_EST_assem_8650adi_EST_assem_17727adi_EST_assem_8799adi_EST_assem_3513adi_EST_assem_18625adi_EST_assem_11692adi_EST_assem_6702adi_EST_assem_10162adi_EST_assem_424adi_EST_assem_18920adi_EST_assem_8996adi_EST_assem_10377adi_EST_assem_9856adi_EST_assem_15623adi_EST_assem_29512adi_EST_assem_9547adi_EST_assem_16414adi_EST_assem_35878adi_EST_assem_6654adi_EST_assem_6990adi_EST_assem_6452adi_EST_assem_2234adi_EST_assem_7444adi_EST_assem_12249adi_EST_assem_8879adi_EST_assem_17598adi_EST_assem_15634adi_EST_assem_8010adi_EST_assem_6812adi_EST_assem_11025adi_EST_assem_16546adi_EST_assem_15583adi_EST_assem_18144adi_EST_assem_1430adi_EST_assem_7172adi_EST_assem_21525adi_EST_assem_18814adi_EST_assem_7999adi_EST_assem_32678adi_EST_assem_20357adi_EST_assem_6235adi_EST_assem_12983adi_EST_assem_15760adi_EST_assem_6257adi_EST_assem_16400adi_EST_assem_2644adi_EST_assem_13773adi_EST_assem_25678adi_EST_assem_19393adi_EST_assem_4292adi_EST_assem_1351adi_EST_assem_16381adi_EST_assem_11285adi_EST_assem_11131adi_EST_assem_24066adi_EST_assem_14758adi_EST_assem_16389adi_EST_assem_10986adi_EST_assem_30682adi_EST_assem_2165adi_EST_assem_19733adi_EST_assem_2523adi_EST_assem_22992adi_EST_assem_18798adi_EST_assem_22275adi_EST_assem_5901adi_EST_assem_24274adi_EST_assem_11242adi_EST_assem_8176adi_EST_assem_17742adi_EST_assem_22772adi_EST_assem_7960adi_EST_assem_765adi_EST_assem_23854adi_EST_assem_15036adi_EST_assem_17779adi_EST_assem_8293adi_EST_assem_1377adi_EST_assem_14072adi_EST_assem_8093adi_EST_assem_36331adi_EST_assem_5983adi_EST_assem_13534adi_EST_assem_11145adi_EST_assem_10895adi_EST_assem_6441adi_EST_assem_12529adi_EST_assem_21057adi_EST_assem_28960adi_EST_assem_24812adi_EST_assem_18147adi_EST_assem_1805adi_EST_assem_28343adi_EST_assem_5165adi_EST_assem_11938adi_EST_assem_5661adi_EST_assem_907adi_EST_assem_24059adi_EST_assem_7560adi_EST_assem_8905adi_EST_assem_10397adi_EST_assem_7561adi_EST_assem_3285adi_EST_assem_11265adi_EST_assem_11286adi_EST_assem_1731adi_EST_assem_8863adi_EST_assem_16013adi_EST_assem_2190adi_EST_assem_7559adi_EST_assem_29640adi_EST_assem_22228adi_EST_assem_7734adi_EST_assem_27028adi_EST_assem_12325adi_EST_assem_19518adi_EST_assem_17934adi_EST_assem_11477adi_EST_assem_12610adi_EST_assem_15601adi_EST_assem_1403adi_EST_assem_7187adi_EST_assem_5180adi_EST_assem_33998adi_EST_assem_34102adi_EST_assem_17373adi_EST_assem_17251adi_EST_assem_8396adi_EST_assem_22243adi_EST_assem_2899adi_EST_assem_2593adi_EST_assem_5336adi_EST_assem_28adi_EST_assem_15691adi_EST_assem_12444adi_EST_assem_5322adi_EST_assem_707adi_EST_assem_17280adi_EST_assem_10318adi_EST_assem_10669adi_EST_assem_7514adi_EST_assem_11415adi_EST_assem_7730adi_EST_assem_32576adi_EST_assem_19450adi_EST_assem_19135adi_EST_assem_19200adi_EST_assem_9489adi_EST_assem_6095adi_EST_assem_5095adi_EST_assem_12253adi_EST_assem_11541adi_EST_assem_3607adi_EST_assem_6106adi_EST_assem_10891adi_EST_assem_14409adi_EST_assem_4028adi_EST_assem_2005adi_EST_assem_14237adi_EST_assem_7090adi_EST_assem_14469adi_EST_assem_1270adi_EST_assem_8165adi_EST_assem_21329adi_EST_assem_6559adi_EST_assem_17377adi_EST_assem_29809adi_EST_assem_26789adi_EST_assem_120adi_EST_assem_24552adi_EST_assem_7684adi_EST_assem_8429adi_EST_assem_7419adi_EST_assem_5829adi_EST_assem_1099adi_EST_assem_21614adi_EST_assem_10531adi_EST_assem_15997adi_EST_assem_29208adi_EST_assem_5774adi_EST_assem_5557adi_EST_assem_1968adi_EST_assem_13602adi_EST_assem_6496adi_EST_assem_6010adi_EST_assem_22740adi_EST_assem_1827adi_EST_assem_3212adi_EST_assem_2133adi_EST_assem_6961adi_EST_assem_21821adi_EST_assem_8056adi_EST_assem_9134adi_EST_assem_18020adi_EST_assem_9676adi_EST_assem_25364adi_EST_assem_8602adi_EST_assem_14331adi_EST_assem_5310adi_EST_assem_14527adi_EST_assem_73adi_EST_assem_6411adi_EST_assem_3177adi_EST_assem_5272adi_EST_assem_6754adi_EST_assem_7538adi_EST_assem_9808adi_EST_assem_4021adi_EST_assem_26294adi_EST_assem_12817adi_EST_assem_4582adi_EST_assem_4854adi_EST_assem_20771adi_EST_assem_23320adi_EST_assem_2171adi_EST_assem_4729adi_EST_assem_20239adi_EST_assem_28437adi_EST_assem_7150adi_EST_assem_6801adi_EST_assem_11461adi_EST_assem_22461adi_EST_assem_3475adi_EST_assem_1289adi_EST_assem_10686adi_EST_assem_21605adi_EST_assem_4062adi_EST_assem_16950adi_EST_assem_2540adi_EST_assem_1419adi_EST_assem_6953adi_EST_assem_1696adi_EST_assem_5600adi_EST_assem_6942adi_EST_assem_6802adi_EST_assem_2782adi_EST_assem_1110adi_EST_assem_15557adi_EST_assem_18152adi_EST_assem_14216adi_EST_assem_18294adi_EST_assem_3651adi_EST_assem_16476adi_EST_assem_10952adi_EST_assem_5440adi_EST_assem_10825adi_EST_assem_3950adi_EST_assem_3713adi_EST_assem_1948adi_EST_assem_8870adi_EST_assem_4778adi_EST_assem_10127adi_EST_assem_2343adi_EST_assem_7635adi_EST_assem_2887adi_EST_assem_715adi_EST_assem_5898adi_EST_assem_7305adi_EST_assem_4112adi_EST_assem_1510adi_EST_assem_2450adi_EST_assem_9672adi_EST_assem_17299adi_EST_assem_11763adi_EST_assem_9424adi_EST_assem_14339adi_EST_assem_18453adi_EST_assem_26531adi_EST_assem_3072adi_EST_assem_32162adi_EST_assem_2228adi_EST_assem_13811adi_EST_assem_22603adi_EST_assem_26435adi_EST_assem_11705adi_EST_assem_10055adi_EST_assem_6238adi_EST_assem_18588adi_EST_assem_27206adi_EST_assem_141adi_EST_assem_23744adi_EST_assem_23636adi_EST_assem_15378adi_EST_assem_24281adi_EST_assem_11912adi_EST_assem_664adi_EST_assem_6849adi_EST_assem_3458adi_EST_assem_559adi_EST_assem_945adi_EST_assem_2779adi_EST_assem_417adi_EST_assem_711adi_EST_assem_13458adi_EST_assem_5088adi_EST_assem_9498adi_EST_assem_6197adi_EST_assem_8661adi_EST_assem_2453adi_EST_assem_1930adi_EST_assem_6237adi_EST_assem_7669adi_EST_assem_10278adi_EST_assem_4067adi_EST_assem_10551adi_EST_assem_22006adi_EST_assem_375adi_EST_assem_9511adi_EST_assem_7929adi_EST_assem_4877adi_EST_assem_8125adi_EST_assem_5792adi_EST_assem_1285adi_EST_assem_6616adi_EST_assem_7694adi_EST_assem_2524adi_EST_assem_6183adi_EST_assem_4655adi_EST_assem_15257adi_EST_assem_4805adi_EST_assem_609adi_EST_assem_621adi_EST_assem_10002adi_EST_assem_8472adi_EST_assem_6606adi_EST_assem_5646adi_EST_assem_5003adi_EST_assem_4529adi_EST_assem_27735adi_EST_assem_25048adi_EST_assem_19964adi_EST_assem_20179adi_EST_assem_13432adi_EST_assem_2802adi_EST_assem_20125adi_EST_assem_14222adi_EST_assem_27923adi_EST_assem_14784adi_EST_assem_7896adi_EST_assem_5807adi_EST_assem_11584adi_EST_assem_25075adi_EST_assem_2943adi_EST_assem_7729adi_EST_assem_24482adi_EST_assem_14969adi_EST_assem_15984adi_EST_assem_18677adi_EST_assem_13106adi_EST_assem_3247adi_EST_assem_13353adi_EST_assem_25223adi_EST_assem_12361adi_EST_assem_31292adi_EST_assem_9121adi_EST_assem_23106adi_EST_assem_7567adi_EST_assem_25501adi_EST_assem_24200adi_EST_assem_22808adi_EST_assem_7400adi_EST_assem_20730adi_EST_assem_23905adi_EST_assem_30449adi_EST_assem_8782adi_EST_assem_420adi_EST_assem_23670adi_EST_assem_7720
samples vs. features
diffExpr.P0.05_C1.matrix.log2.centered
−2 0 2
Value
Color KeyResults	

Heat	
  map	
  showing	
  the	
  expression	
  profiles	
  of	
  Symbiodinium	
  infected	
  and	
  control	
  samples	
  
Rela7ve	
  expression	
  levels	
  are	
  shown	
  in	
  red	
  (up)	
  and	
  green	
  (down)	
  
Suppression of
some host genes
Down-regulated genes
Significantly enriched cellular component categories
Gene Ontology (GO) Enrichment Analysis
Ribonucleoprotein	
  
complex	
  
13%	
  
Ribosome	
  
11%	
  
Organelle	
  
membrane	
  
10%	
  
Organelle	
  
envelope	
  
8%	
  
Envelope	
  
8%	
  
Organelle	
  inner	
  
membrane	
  
6%	
  
Mitochondrial	
  
membrane	
  
6%	
  
Mitochondrial	
  
envelope	
  
6%	
  
Mitochondrial	
  
inner	
  membrane	
  
6%	
  
Ribosomal	
  subunit	
  
5%	
  
Cytosolic	
  part	
  
4%	
  
Respiratory	
  chain	
  
4%	
  
Cytosolic	
  ribosome	
  
4%	
  
Small	
  
ribosomal	
  
subunit	
  
3%	
  
Cytosolic	
  small	
  
ribosomal	
  subunit	
  
3%	
  
Mitochondrial	
  
membrane	
  part	
  
2%	
  
Rough	
  
endoplasmic	
  
re7culum	
  
membrane	
  
1%	
  
Results	

Suppression
•  Ribosome
•  ER
•  Mitochondria
Coral larvae exhibited varied and significant expression for genes
related to:
Genes of InterestResults	

HOST-SYMBIONT INITIAL CONTACT
1.  Pattern recognition and cell adhesion proteins (n=17)
2.  Immune-related genes (n=5)
3.  Transcription regulation (n=21)
SYMBIOSIS ESTABLISHMENT
1.  Symbiosome formation (n=6)
2.  sym32 signaling
SYMBIONT TOLERANCE
1.  Cell cycle (n=10)
2.  Apoptosis (n=11)
3.  ROS response (n=13)
Outcome	

 Host signals during establishment of coral-algal symbiosis
i- Host- symbiont initial contact
•  PRRs- Lectin
•  Cell adhesion
•  GP2 and immunity
•  Ribosomes, ER, and mitochondria
ii- Symbiosis Establishment
•  Symbiosome formation
•  Sym32 regulation
iii-Symbiont tolerance
•  Apoptosis
•  Cell cycle
•  Response to ROS
Up regulated
Down regulated
Take Home Messages
Ø  The experiments allowed the detection of transient transcriptomic signals in
the coral during the initial infection period
The data imply that:
Ø  Establishment of symbiosis involves cross talk between the partners
Ø  An active response is required on the part of the host in order to recognize
appropriate partners
Ø  The symbionts appear to suppress some host responses, including
immunity
Acknowledgement
Funding
•  JCUPRS
•  AIMS@JCU Top-up Scholarship
•  Egyptian PhD Scholarship
•  Prof David Miller lab- Coral Genomics Group -ARC CoE
Collaborators
•  Prof Nori Satoh Lab, Marine Genomics Unit, OIST, Okinawa
•  Prof Mark Ragan Lab, Computational Biology group, IMB, UQ
THANK YOU ALL
Questions and Comments !!!

Weitere ähnliche Inhalte

Mehr von Amin Mohamed

Evaluation of Pool-Seq as a cost-effective alternative to GWAS
Evaluation of Pool-Seq as a cost-effective alternative to GWASEvaluation of Pool-Seq as a cost-effective alternative to GWAS
Evaluation of Pool-Seq as a cost-effective alternative to GWASAmin Mohamed
 
Molecular basis of sex maturation in Atlantic salmon: Integrated genomics app...
Molecular basis of sex maturation in Atlantic salmon: Integrated genomics app...Molecular basis of sex maturation in Atlantic salmon: Integrated genomics app...
Molecular basis of sex maturation in Atlantic salmon: Integrated genomics app...Amin Mohamed
 
Amin Mohamed- PhD Candidate in Coral Reef Genomics
Amin Mohamed- PhD Candidate in Coral Reef GenomicsAmin Mohamed- PhD Candidate in Coral Reef Genomics
Amin Mohamed- PhD Candidate in Coral Reef GenomicsAmin Mohamed
 
AIMS@JCU Poster 2014 Chromera velia transcriptome_final
AIMS@JCU Poster 2014  Chromera velia transcriptome_finalAIMS@JCU Poster 2014  Chromera velia transcriptome_final
AIMS@JCU Poster 2014 Chromera velia transcriptome_finalAmin Mohamed
 
Coral diseases, coral bleaching and other health issues affecting Red Sea cor...
Coral diseases, coral bleaching and other health issues affecting Red Sea cor...Coral diseases, coral bleaching and other health issues affecting Red Sea cor...
Coral diseases, coral bleaching and other health issues affecting Red Sea cor...Amin Mohamed
 
Status of coral reef health in the northern red sea egypt icrs 2012 paper
Status of coral reef health in the northern red sea egypt icrs 2012 paperStatus of coral reef health in the northern red sea egypt icrs 2012 paper
Status of coral reef health in the northern red sea egypt icrs 2012 paperAmin Mohamed
 

Mehr von Amin Mohamed (6)

Evaluation of Pool-Seq as a cost-effective alternative to GWAS
Evaluation of Pool-Seq as a cost-effective alternative to GWASEvaluation of Pool-Seq as a cost-effective alternative to GWAS
Evaluation of Pool-Seq as a cost-effective alternative to GWAS
 
Molecular basis of sex maturation in Atlantic salmon: Integrated genomics app...
Molecular basis of sex maturation in Atlantic salmon: Integrated genomics app...Molecular basis of sex maturation in Atlantic salmon: Integrated genomics app...
Molecular basis of sex maturation in Atlantic salmon: Integrated genomics app...
 
Amin Mohamed- PhD Candidate in Coral Reef Genomics
Amin Mohamed- PhD Candidate in Coral Reef GenomicsAmin Mohamed- PhD Candidate in Coral Reef Genomics
Amin Mohamed- PhD Candidate in Coral Reef Genomics
 
AIMS@JCU Poster 2014 Chromera velia transcriptome_final
AIMS@JCU Poster 2014  Chromera velia transcriptome_finalAIMS@JCU Poster 2014  Chromera velia transcriptome_final
AIMS@JCU Poster 2014 Chromera velia transcriptome_final
 
Coral diseases, coral bleaching and other health issues affecting Red Sea cor...
Coral diseases, coral bleaching and other health issues affecting Red Sea cor...Coral diseases, coral bleaching and other health issues affecting Red Sea cor...
Coral diseases, coral bleaching and other health issues affecting Red Sea cor...
 
Status of coral reef health in the northern red sea egypt icrs 2012 paper
Status of coral reef health in the northern red sea egypt icrs 2012 paperStatus of coral reef health in the northern red sea egypt icrs 2012 paper
Status of coral reef health in the northern red sea egypt icrs 2012 paper
 

Aims@jcu 2015 amin

  • 1. Host Transcriptome Analysis During Onset and Establishment of Coral-Algal Symbiosis Amin R Mohamed ARC CoE Coral Reef Studies, James Cook University AIMS@JCU, Australian Institute of Marine Science AIMS@JCU Student Seminar Day, 2015 18th September 2015
  • 2. Rosenberg et al., 2007 The coral holobiontBackground Corals exist in a multipartite symbiosis with •  Endosymbiotic algae •  Resident microbiota Ø  Bacteria Ø  Archaea Ø  viruses
  • 3. Coral-Algal SymbiosisBackground •  Symbiodinium is a keystone symbiotic partner to reef-building corals •  Up to 95% of the host’s energy requirements (Muscatine et al., 1975)
  • 4. Coral Host Transcriptome Response During Establishment Of Coral- Algal Symbiosis Background
  • 5. April 5, 2016 5 Background Host responses during Establishment of Coral- Algal Symbiosis Current understanding 5- Disadvantages of the used method Microarrays !!! •  Few genes (1000s) •  Might be dominated by housekeeping genes 1- Competent Symbiodinium might sneak in…and host doesn’t notice 2- Competent Symbiodinium might suppress host responses 3- Response to symbionts is spatially restricted and hard to detect 4- Previous attempts •  Voolstra et al., 2009 ~ 30 min. and 6 days post infection •  Schnitzler and Weis 2010 ~ 48 h post infection
  • 6. Coral reference Genome and TranscriptomeBackground Indo-pacific corals Acropora millepora Prof David Miller’s lab - JCU Acropora digitifera Prof Nori Satoh’s lab - OIST
  • 7. •  Using Next generation sequencing (NGS) (illumina RNAseq) to explore the cross talk between host and symbiont during onset of symbiosis •  Better understanding the early events occurring during establishment of coral-algal symbiosis •  A. digitifera larvae infection with a competent symbiont, Symbiodinium sp. clade B •  Quantitatively measure gene expression (using the whole transcriptome) in larvae infected with Symbiodinium compared to to control “aposymbiotic” ones Aims and Objectives Aims Objectives
  • 8. The view in front of the marine station, Sesoko Island, Okinawa Methodology Acropora assemblages and spawning Infection experiment Okinawa coral spawning - June/July 2013
  • 10. Infection experiment designMethodology Sym B No algae No algae Sym B Sym B No algae Symbiotic Aposymbiotic Ø  6-d old larvae were used ~ with oral pore Ø  700 larvae in 700 ml FSW Ø  2 groups; Symbiotic Vs Aposymbiotic Ø  3 replicate per group Ø  Algal cultures (competent Symbiodinium) were added with a final conc. of 3x105 cells/ ml after being washed 3 times in FSW Symbiotic Symbiodinium sp clade B cells Aposymbiotic = control Sampling time points T1= 4h T2= 12h T3= 48h
  • 11. Next-gen sequencing (illumina RNAseq) ~ 150 larvae were collected washed in FSW snap frozen in liquid nitrogen and stored at -80°C RNA Integrity Number RIN= 9 Methodology mRNA enrichment 16 cDNA library construction & Illumina (HiSeq 2500) high-throughput sequencing at OIST Total RNA isolation RNA Quality RNA Integrity check using Agilent Bioanalyzer
  • 12. Illumina RNAseq Data Analysis Read Mapping~ BOWTIE Transcript Abundance Estimation~ RSEM Differential Gene Expression Analysis edgeR FDR < 0.05 Gene Ontology (GO) Analysis~ DAVID Methodology BIOLOGICAL INSIGHT Enriched processes & Genes of Interest Illumina 100 bp paired-end reads Alignment BAM files Reads count matrix Differentially expressed genes = DEGs A. digitifera Transcriptome
  • 13. symbiodiniumB control symbiodiniumB control C1 C2 C3 S2 S1 S3 C1 C2 C3 S2 S1 S3 sample correlation matrix diffExpr.P0.05_C1.matrix.log2 0.9 0.95 1 Value Color Key •  Heat map showing samples clustering at 4 h time point •  High level of agreement among the biological replicates Results Illumina RNAseq Data •  16 RNAseq libraries (100 bp paired end) •  Yield: ~ 200 GB •  Total illumina reads: 333 Million Symbiotic | infected Larvae Aposymbiotic | control Larvae
  • 14. Mapping reads against the reference A. digitifera transcriptome Results Illumina Reads Mapping A screenshot of Acroproa digitifera transcripts reads alignments of both negative control and Symbiodinium clade B infection reads at 4 h post infection; Using the Integrated Genomics Viewer (IGV)
  • 15. Coral Host Transcriptome Profiling at 4, 12, and 48 h post infection Gene expression profiles between the Symbiodinium infected and control larvae The red dots represent the 1073 significant differentially expressed genes (DEGs) detected only at the 4h time point at adjusted P < 0.05 Differential Gene Expression Analysis EdgeRResults Significant DEGs Non-significant DEGs 1073 DEGs No change No change
  • 16. DEGs clustering at 4h post Symbiodinium infection symbiodiniumB control C1 C2 C3 S2 S1 S3 adi_EST_assem_11651adi_EST_assem_7958adi_EST_assem_4175adi_EST_assem_27791adi_EST_assem_24670adi_EST_assem_15431adi_EST_assem_35734adi_EST_assem_14233adi_EST_assem_3100adi_EST_assem_15501adi_EST_assem_10958adi_EST_assem_4505adi_EST_assem_16166adi_EST_assem_9847adi_EST_assem_117adi_EST_assem_34039adi_EST_assem_20261adi_EST_assem_19497adi_EST_assem_24279adi_EST_assem_14707adi_EST_assem_11279adi_EST_assem_14856adi_EST_assem_5569adi_EST_assem_5738adi_EST_assem_5350adi_EST_assem_6438adi_EST_assem_4974adi_EST_assem_3850adi_EST_assem_30463adi_EST_assem_27890adi_EST_assem_21171adi_EST_assem_8083adi_EST_assem_8082adi_EST_assem_25541adi_EST_assem_23473adi_EST_assem_3654adi_EST_assem_28572adi_EST_assem_32072adi_EST_assem_5038adi_EST_assem_10220adi_EST_assem_26515adi_EST_assem_9646adi_EST_assem_2898adi_EST_assem_3267adi_EST_assem_3864adi_EST_assem_3374adi_EST_assem_5263adi_EST_assem_10237adi_EST_assem_13833adi_EST_assem_388adi_EST_assem_2340adi_EST_assem_6686adi_EST_assem_7152adi_EST_assem_1121adi_EST_assem_15203adi_EST_assem_3089adi_EST_assem_4958adi_EST_assem_11271adi_EST_assem_17936adi_EST_assem_5429adi_EST_assem_7938adi_EST_assem_9908adi_EST_assem_11310adi_EST_assem_6895adi_EST_assem_6927adi_EST_assem_6408adi_EST_assem_6212adi_EST_assem_17635adi_EST_assem_6809adi_EST_assem_8065adi_EST_assem_9213adi_EST_assem_7479adi_EST_assem_14494adi_EST_assem_15717adi_EST_assem_1236adi_EST_assem_5679adi_EST_assem_8017adi_EST_assem_1783adi_EST_assem_8024adi_EST_assem_23935adi_EST_assem_4095adi_EST_assem_4070adi_EST_assem_17580adi_EST_assem_6313adi_EST_assem_4904adi_EST_assem_4385adi_EST_assem_3752adi_EST_assem_5274adi_EST_assem_33adi_EST_assem_1086adi_EST_assem_54adi_EST_assem_1352adi_EST_assem_6764adi_EST_assem_20728adi_EST_assem_12987adi_EST_assem_259adi_EST_assem_675adi_EST_assem_7220adi_EST_assem_7486adi_EST_assem_9237adi_EST_assem_131adi_EST_assem_9322adi_EST_assem_17304adi_EST_assem_16196adi_EST_assem_12678adi_EST_assem_14041adi_EST_assem_238adi_EST_assem_983adi_EST_assem_6284adi_EST_assem_8045adi_EST_assem_5468adi_EST_assem_2963adi_EST_assem_2066adi_EST_assem_19182adi_EST_assem_25169adi_EST_assem_3734adi_EST_assem_22402adi_EST_assem_2345adi_EST_assem_23118adi_EST_assem_4556adi_EST_assem_226adi_EST_assem_9517adi_EST_assem_24159adi_EST_assem_3776adi_EST_assem_14245adi_EST_assem_14931adi_EST_assem_21394adi_EST_assem_17000adi_EST_assem_14486adi_EST_assem_6697adi_EST_assem_22337adi_EST_assem_17674adi_EST_assem_21418adi_EST_assem_22116adi_EST_assem_17327adi_EST_assem_2270adi_EST_assem_25874adi_EST_assem_13388adi_EST_assem_7793adi_EST_assem_7794adi_EST_assem_10925adi_EST_assem_3425adi_EST_assem_19346adi_EST_assem_10912adi_EST_assem_19316adi_EST_assem_5115adi_EST_assem_14865adi_EST_assem_27416adi_EST_assem_5597adi_EST_assem_3915adi_EST_assem_25422adi_EST_assem_5538adi_EST_assem_13740adi_EST_assem_31632adi_EST_assem_25720adi_EST_assem_10175adi_EST_assem_5495adi_EST_assem_1997adi_EST_assem_11343adi_EST_assem_7749adi_EST_assem_23543adi_EST_assem_10556adi_EST_assem_25811adi_EST_assem_18746adi_EST_assem_10727adi_EST_assem_5753adi_EST_assem_15905adi_EST_assem_6056adi_EST_assem_16483adi_EST_assem_11037adi_EST_assem_7211adi_EST_assem_32585adi_EST_assem_4150adi_EST_assem_5465adi_EST_assem_4692adi_EST_assem_31695adi_EST_assem_4837adi_EST_assem_11539adi_EST_assem_4310adi_EST_assem_10387adi_EST_assem_13950adi_EST_assem_20902adi_EST_assem_5787adi_EST_assem_11281adi_EST_assem_10741adi_EST_assem_11737adi_EST_assem_24899adi_EST_assem_18351adi_EST_assem_3184adi_EST_assem_9430adi_EST_assem_12596adi_EST_assem_14170adi_EST_assem_10518adi_EST_assem_8308adi_EST_assem_32217adi_EST_assem_27242adi_EST_assem_16342adi_EST_assem_5527adi_EST_assem_19215adi_EST_assem_20522adi_EST_assem_8991adi_EST_assem_16094adi_EST_assem_5414adi_EST_assem_5388adi_EST_assem_13911adi_EST_assem_8135adi_EST_assem_29926adi_EST_assem_3521adi_EST_assem_2618adi_EST_assem_10084adi_EST_assem_17780adi_EST_assem_9537adi_EST_assem_26763adi_EST_assem_26250adi_EST_assem_18654adi_EST_assem_19526adi_EST_assem_15509adi_EST_assem_8917adi_EST_assem_5633adi_EST_assem_26407adi_EST_assem_8436adi_EST_assem_4309adi_EST_assem_1475adi_EST_assem_3366adi_EST_assem_6006adi_EST_assem_18666adi_EST_assem_10953adi_EST_assem_1945adi_EST_assem_18051adi_EST_assem_16437adi_EST_assem_9359adi_EST_assem_15028adi_EST_assem_11093adi_EST_assem_4503adi_EST_assem_4754adi_EST_assem_1710adi_EST_assem_1897adi_EST_assem_19633adi_EST_assem_654adi_EST_assem_14524adi_EST_assem_9227adi_EST_assem_23974adi_EST_assem_18284adi_EST_assem_28748adi_EST_assem_4954adi_EST_assem_5199adi_EST_assem_6847adi_EST_assem_2268adi_EST_assem_4134adi_EST_assem_16816adi_EST_assem_3874adi_EST_assem_21133adi_EST_assem_25251adi_EST_assem_7512adi_EST_assem_7821adi_EST_assem_2745adi_EST_assem_3453adi_EST_assem_8650adi_EST_assem_17727adi_EST_assem_8799adi_EST_assem_3513adi_EST_assem_18625adi_EST_assem_11692adi_EST_assem_6702adi_EST_assem_10162adi_EST_assem_424adi_EST_assem_18920adi_EST_assem_8996adi_EST_assem_10377adi_EST_assem_9856adi_EST_assem_15623adi_EST_assem_29512adi_EST_assem_9547adi_EST_assem_16414adi_EST_assem_35878adi_EST_assem_6654adi_EST_assem_6990adi_EST_assem_6452adi_EST_assem_2234adi_EST_assem_7444adi_EST_assem_12249adi_EST_assem_8879adi_EST_assem_17598adi_EST_assem_15634adi_EST_assem_8010adi_EST_assem_6812adi_EST_assem_11025adi_EST_assem_16546adi_EST_assem_15583adi_EST_assem_18144adi_EST_assem_1430adi_EST_assem_7172adi_EST_assem_21525adi_EST_assem_18814adi_EST_assem_7999adi_EST_assem_32678adi_EST_assem_20357adi_EST_assem_6235adi_EST_assem_12983adi_EST_assem_15760adi_EST_assem_6257adi_EST_assem_16400adi_EST_assem_2644adi_EST_assem_13773adi_EST_assem_25678adi_EST_assem_19393adi_EST_assem_4292adi_EST_assem_1351adi_EST_assem_16381adi_EST_assem_11285adi_EST_assem_11131adi_EST_assem_24066adi_EST_assem_14758adi_EST_assem_16389adi_EST_assem_10986adi_EST_assem_30682adi_EST_assem_2165adi_EST_assem_19733adi_EST_assem_2523adi_EST_assem_22992adi_EST_assem_18798adi_EST_assem_22275adi_EST_assem_5901adi_EST_assem_24274adi_EST_assem_11242adi_EST_assem_8176adi_EST_assem_17742adi_EST_assem_22772adi_EST_assem_7960adi_EST_assem_765adi_EST_assem_23854adi_EST_assem_15036adi_EST_assem_17779adi_EST_assem_8293adi_EST_assem_1377adi_EST_assem_14072adi_EST_assem_8093adi_EST_assem_36331adi_EST_assem_5983adi_EST_assem_13534adi_EST_assem_11145adi_EST_assem_10895adi_EST_assem_6441adi_EST_assem_12529adi_EST_assem_21057adi_EST_assem_28960adi_EST_assem_24812adi_EST_assem_18147adi_EST_assem_1805adi_EST_assem_28343adi_EST_assem_5165adi_EST_assem_11938adi_EST_assem_5661adi_EST_assem_907adi_EST_assem_24059adi_EST_assem_7560adi_EST_assem_8905adi_EST_assem_10397adi_EST_assem_7561adi_EST_assem_3285adi_EST_assem_11265adi_EST_assem_11286adi_EST_assem_1731adi_EST_assem_8863adi_EST_assem_16013adi_EST_assem_2190adi_EST_assem_7559adi_EST_assem_29640adi_EST_assem_22228adi_EST_assem_7734adi_EST_assem_27028adi_EST_assem_12325adi_EST_assem_19518adi_EST_assem_17934adi_EST_assem_11477adi_EST_assem_12610adi_EST_assem_15601adi_EST_assem_1403adi_EST_assem_7187adi_EST_assem_5180adi_EST_assem_33998adi_EST_assem_34102adi_EST_assem_17373adi_EST_assem_17251adi_EST_assem_8396adi_EST_assem_22243adi_EST_assem_2899adi_EST_assem_2593adi_EST_assem_5336adi_EST_assem_28adi_EST_assem_15691adi_EST_assem_12444adi_EST_assem_5322adi_EST_assem_707adi_EST_assem_17280adi_EST_assem_10318adi_EST_assem_10669adi_EST_assem_7514adi_EST_assem_11415adi_EST_assem_7730adi_EST_assem_32576adi_EST_assem_19450adi_EST_assem_19135adi_EST_assem_19200adi_EST_assem_9489adi_EST_assem_6095adi_EST_assem_5095adi_EST_assem_12253adi_EST_assem_11541adi_EST_assem_3607adi_EST_assem_6106adi_EST_assem_10891adi_EST_assem_14409adi_EST_assem_4028adi_EST_assem_2005adi_EST_assem_14237adi_EST_assem_7090adi_EST_assem_14469adi_EST_assem_1270adi_EST_assem_8165adi_EST_assem_21329adi_EST_assem_6559adi_EST_assem_17377adi_EST_assem_29809adi_EST_assem_26789adi_EST_assem_120adi_EST_assem_24552adi_EST_assem_7684adi_EST_assem_8429adi_EST_assem_7419adi_EST_assem_5829adi_EST_assem_1099adi_EST_assem_21614adi_EST_assem_10531adi_EST_assem_15997adi_EST_assem_29208adi_EST_assem_5774adi_EST_assem_5557adi_EST_assem_1968adi_EST_assem_13602adi_EST_assem_6496adi_EST_assem_6010adi_EST_assem_22740adi_EST_assem_1827adi_EST_assem_3212adi_EST_assem_2133adi_EST_assem_6961adi_EST_assem_21821adi_EST_assem_8056adi_EST_assem_9134adi_EST_assem_18020adi_EST_assem_9676adi_EST_assem_25364adi_EST_assem_8602adi_EST_assem_14331adi_EST_assem_5310adi_EST_assem_14527adi_EST_assem_73adi_EST_assem_6411adi_EST_assem_3177adi_EST_assem_5272adi_EST_assem_6754adi_EST_assem_7538adi_EST_assem_9808adi_EST_assem_4021adi_EST_assem_26294adi_EST_assem_12817adi_EST_assem_4582adi_EST_assem_4854adi_EST_assem_20771adi_EST_assem_23320adi_EST_assem_2171adi_EST_assem_4729adi_EST_assem_20239adi_EST_assem_28437adi_EST_assem_7150adi_EST_assem_6801adi_EST_assem_11461adi_EST_assem_22461adi_EST_assem_3475adi_EST_assem_1289adi_EST_assem_10686adi_EST_assem_21605adi_EST_assem_4062adi_EST_assem_16950adi_EST_assem_2540adi_EST_assem_1419adi_EST_assem_6953adi_EST_assem_1696adi_EST_assem_5600adi_EST_assem_6942adi_EST_assem_6802adi_EST_assem_2782adi_EST_assem_1110adi_EST_assem_15557adi_EST_assem_18152adi_EST_assem_14216adi_EST_assem_18294adi_EST_assem_3651adi_EST_assem_16476adi_EST_assem_10952adi_EST_assem_5440adi_EST_assem_10825adi_EST_assem_3950adi_EST_assem_3713adi_EST_assem_1948adi_EST_assem_8870adi_EST_assem_4778adi_EST_assem_10127adi_EST_assem_2343adi_EST_assem_7635adi_EST_assem_2887adi_EST_assem_715adi_EST_assem_5898adi_EST_assem_7305adi_EST_assem_4112adi_EST_assem_1510adi_EST_assem_2450adi_EST_assem_9672adi_EST_assem_17299adi_EST_assem_11763adi_EST_assem_9424adi_EST_assem_14339adi_EST_assem_18453adi_EST_assem_26531adi_EST_assem_3072adi_EST_assem_32162adi_EST_assem_2228adi_EST_assem_13811adi_EST_assem_22603adi_EST_assem_26435adi_EST_assem_11705adi_EST_assem_10055adi_EST_assem_6238adi_EST_assem_18588adi_EST_assem_27206adi_EST_assem_141adi_EST_assem_23744adi_EST_assem_23636adi_EST_assem_15378adi_EST_assem_24281adi_EST_assem_11912adi_EST_assem_664adi_EST_assem_6849adi_EST_assem_3458adi_EST_assem_559adi_EST_assem_945adi_EST_assem_2779adi_EST_assem_417adi_EST_assem_711adi_EST_assem_13458adi_EST_assem_5088adi_EST_assem_9498adi_EST_assem_6197adi_EST_assem_8661adi_EST_assem_2453adi_EST_assem_1930adi_EST_assem_6237adi_EST_assem_7669adi_EST_assem_10278adi_EST_assem_4067adi_EST_assem_10551adi_EST_assem_22006adi_EST_assem_375adi_EST_assem_9511adi_EST_assem_7929adi_EST_assem_4877adi_EST_assem_8125adi_EST_assem_5792adi_EST_assem_1285adi_EST_assem_6616adi_EST_assem_7694adi_EST_assem_2524adi_EST_assem_6183adi_EST_assem_4655adi_EST_assem_15257adi_EST_assem_4805adi_EST_assem_609adi_EST_assem_621adi_EST_assem_10002adi_EST_assem_8472adi_EST_assem_6606adi_EST_assem_5646adi_EST_assem_5003adi_EST_assem_4529adi_EST_assem_27735adi_EST_assem_25048adi_EST_assem_19964adi_EST_assem_20179adi_EST_assem_13432adi_EST_assem_2802adi_EST_assem_20125adi_EST_assem_14222adi_EST_assem_27923adi_EST_assem_14784adi_EST_assem_7896adi_EST_assem_5807adi_EST_assem_11584adi_EST_assem_25075adi_EST_assem_2943adi_EST_assem_7729adi_EST_assem_24482adi_EST_assem_14969adi_EST_assem_15984adi_EST_assem_18677adi_EST_assem_13106adi_EST_assem_3247adi_EST_assem_13353adi_EST_assem_25223adi_EST_assem_12361adi_EST_assem_31292adi_EST_assem_9121adi_EST_assem_23106adi_EST_assem_7567adi_EST_assem_25501adi_EST_assem_24200adi_EST_assem_22808adi_EST_assem_7400adi_EST_assem_20730adi_EST_assem_23905adi_EST_assem_30449adi_EST_assem_8782adi_EST_assem_420adi_EST_assem_23670adi_EST_assem_7720 samples vs. features diffExpr.P0.05_C1.matrix.log2.centered −2 0 2 Value Color KeyResults Heat  map  showing  the  expression  profiles  of  Symbiodinium  infected  and  control  samples   Rela7ve  expression  levels  are  shown  in  red  (up)  and  green  (down)   Suppression of some host genes
  • 17. Down-regulated genes Significantly enriched cellular component categories Gene Ontology (GO) Enrichment Analysis Ribonucleoprotein   complex   13%   Ribosome   11%   Organelle   membrane   10%   Organelle   envelope   8%   Envelope   8%   Organelle  inner   membrane   6%   Mitochondrial   membrane   6%   Mitochondrial   envelope   6%   Mitochondrial   inner  membrane   6%   Ribosomal  subunit   5%   Cytosolic  part   4%   Respiratory  chain   4%   Cytosolic  ribosome   4%   Small   ribosomal   subunit   3%   Cytosolic  small   ribosomal  subunit   3%   Mitochondrial   membrane  part   2%   Rough   endoplasmic   re7culum   membrane   1%   Results Suppression •  Ribosome •  ER •  Mitochondria
  • 18. Coral larvae exhibited varied and significant expression for genes related to: Genes of InterestResults HOST-SYMBIONT INITIAL CONTACT 1.  Pattern recognition and cell adhesion proteins (n=17) 2.  Immune-related genes (n=5) 3.  Transcription regulation (n=21) SYMBIOSIS ESTABLISHMENT 1.  Symbiosome formation (n=6) 2.  sym32 signaling SYMBIONT TOLERANCE 1.  Cell cycle (n=10) 2.  Apoptosis (n=11) 3.  ROS response (n=13)
  • 19. Outcome Host signals during establishment of coral-algal symbiosis i- Host- symbiont initial contact •  PRRs- Lectin •  Cell adhesion •  GP2 and immunity •  Ribosomes, ER, and mitochondria ii- Symbiosis Establishment •  Symbiosome formation •  Sym32 regulation iii-Symbiont tolerance •  Apoptosis •  Cell cycle •  Response to ROS Up regulated Down regulated
  • 20. Take Home Messages Ø  The experiments allowed the detection of transient transcriptomic signals in the coral during the initial infection period The data imply that: Ø  Establishment of symbiosis involves cross talk between the partners Ø  An active response is required on the part of the host in order to recognize appropriate partners Ø  The symbionts appear to suppress some host responses, including immunity
  • 21. Acknowledgement Funding •  JCUPRS •  AIMS@JCU Top-up Scholarship •  Egyptian PhD Scholarship •  Prof David Miller lab- Coral Genomics Group -ARC CoE Collaborators •  Prof Nori Satoh Lab, Marine Genomics Unit, OIST, Okinawa •  Prof Mark Ragan Lab, Computational Biology group, IMB, UQ
  • 22. THANK YOU ALL Questions and Comments !!!