Projekt na střevní flóru začíná v kravském trusu
Vědci z univerzity v Hohenheimu pracují s technologicky vyspělými a umělými kravskými žaludky / nálezy umožňují cílenější krmení pro zdravější zvířata. Kráva spotřebuje v průměru 18 kilogramů krmiva denně. Aby však bylo možné vstřebat živiny z tohoto množství potravy, potřebuje zvíře pomoc milionů různých vysoce specializovaných bakterií, které kolonizují žaludky a zažívací trakt. Výzkumná spolupráce mezi vědci z oblasti výživy zvířat a mikrobiologie na univerzitě v Hohenheimu ve Stuttgartu zkoumá, jak se bakteriím daří uvolňovat cenné živiny z odolné rostlinné hmoty. Výzkum je zaměřen na bakterii Prevotella spp., Která tvoří až 40 procent bakterií v bachoru. Německá výzkumná nadace DFG financuje celkový projekt v celkové výši 450.000 XNUMX eur. To z něj činí jednu z největších vah výzkumu na univerzitě v Hohenheimu.
Přežvýkavci, jako je skot, musí získávat škrob, bílkoviny, vitamíny a minerály z rostlinných potravin. Aby to dokázali, pracují vysoce specializované bakterie v bachoru, který je největším ze žaludků krávy, na plné obrátky. „Zvláštním úspěchem krávy je získávat bílkoviny výhradně z rostlinných potravin,“ vysvětluje mikrobiolog a odborník na výživu zvířat Jun.-Prof. Dr. Jana Seifert.
Podle Jun.-Prof. Dr. Seifert a její kolega prof. Dr. Julia Fritz-Steuber, bakterie Prevotella hraje důležitou roli. "Protože Prevotella tvoří velkou část bakterií v bachoru, předpokládáme, že také hraje důležitou roli při využití potravin." Doposud však nevíme, jak přesně Prevotella získává energii z jídla, “shrnuje prof. Dr. Fritz-Steuber shrnul cíl projektu.
V rámci mezifakultního projektu proto oba mikrobiologové společně zkoumají, které látky jsou bakterií rozloženy a které proteinové látky z nich vyrábí. „K tomu nabízíme bakterii různé látky a sledujeme, které absorbuje,“ říká profesor Dr. Fritz-Steuber.
Test stravování bakterie
Přístup zní úžasně jednoduše, ale vyžaduje komplikovanou mikrobiologickou technologii. Oba vědci proto práci rozdělili. Prof. Dr. Fritz-Steuber, odborník na mikrobiologii na buněčné úrovni, chová bakterie Prevotella v laboratoři a poté jim nabízí různé výživné látky obsažené v krmivech pro krávy. Jakmile je bakterie izolována z normálního prostředí, může vědec přesně pochopit, které látky Prevotella používá. "Z vyšetřování genetického složení Prevotelly víme, že bakterie je schopna využívat řadu živin." Doposud jsme nebyli schopni pochopit, které z nich nakonec používá a které ne. “
Od individuálního stavebního bloku až po celý recyklační řetězec
Zjištění Prof. Dr. Fritz-Steuberovy experimenty byly vyvinuty Jun.-Prof. Dr. Seifert dál. Zanechává však bakterii Prevotella v bachorové šťávě. „Nakonec chceme také zvážit, jaký vliv mají ostatní složky bachorové šťávy na činnost Prevotelly.“
V dalším kroku, Jun.-Prof. Dr. Realitu v kravském žaludku vidí ještě dále: Opakuje stravovací test na mechanickém modelu bachoru. Model simuluje pohyby bachoru, který pravidelným napínáním různých svalů zajišťuje neustálé míchání jeho obsahu.
„Vybereme detail z řetězce využití v žaludku skotu, zvětšíme ho a prozkoumáme a poté vložíme získané informace zpět do celkového obrazu,“ říká Jun.-Prof. Dr. Seifert.
Nové jádro umožňuje přístup k nejnovějším technologiím
Prof. Dr. Fritz-Steuber zdůrazňuje, jak důležitá jsou pro jejich práci vysoce výkonná analytická zařízení. „Chceme přiblížit bachor a díky moderním zařízením jsou brýle stále jemnější.“ Tato zařízení jsou od začátku roku k dispozici v novém jádru univerzity v Hohenheimu a používají je zaměstnanci z celé řady specializovaných oblastí.
Mikrobiologové tam mimo jiné pracují s novým hmotnostním spektrometrem: Umožňuje jim analyzovat proteiny a další látky, které mikroorganismy v žaludku krávy produkují během trávení. „Tento typ výzkumu je extrémně technologický a bez tak velkého vybavení by to nebylo možné,“ říká Prof. Dr. Fritz-Steuber.
Lepší porozumění zdravějšímu kravskému žaludku
Další vyšší úroveň zvětšení, celá kráva, již v experimentu není osvětlena. "Provádíme základní výzkum." Aby bylo možné využít naše výsledky ve výživě zvířat, je třeba je nejprve dále rozvíjet v experimentech s krmením, “říká Jun.-Prof. Dr. Seifert.
Jedním takovým dalším vývojem by mohla být stimulace aktivity a množství bakterií Prevotella nebo tvorba určitých látek podporujících zdraví bakteriemi cíleným krmením. Vědci doufají, že by to mohlo podpořit zdraví bachoru a zvýšit účinnost krmiva.
Ukázky z bachoru díky přístupu na píštěl
Díky fistulovaným kravám na univerzitě v Hohenheimu je pro vědce snadné získat bachorovou šťávu, kterou potřebují: píštěl, umělý přístup k bachoru, lze odšroubovat a odebírat vzorky. Pět krav Jersey ve stájích univerzity je vybaveno takovým přístupem z polstrovaného plastu.
Na rozdíl od jiných metod odběru vzorků to krávy nezpůsobuje žádnou bolest ani stres a brání tomu, aby zvířata musela být poražena za účelem analýzy obsahu žaludku.
Souvislosti: "Interakce mezi ochranou fermentační a respirační energie v bachorové bakterii Prevotella spp."
V projektu „Interakce mezi ochranou fermentační a respirační energie v bachorové bakterii Prevotella spp“ úzce spolupracují fakulty zemědělských a přírodních věd. Oddělení buněčné mikrobiologie prof. Dr. Fritz-Steuber a junior obdařili profesuru „Feed-Gut Microbiota Interaction“ od Jun.-Prof. Dr. Seifert obdrží od Německé výzkumné nadace 225.000 2017 eur. Projekt bude zahájen v září 3 a bude trvat XNUMX roky.
Souvislosti: těžká váha výzkumu
29,5 miliony eur ve třetích stranách získaly vědce z University of Hohenheim 2016 pro výzkum a výuku. Řada seriózních výzkumů představuje řadu významných výzkumných projektů s finančním objemem nejméně 250.000 Euro pro apparetivní výzkum a 125.000 Euro pro neinformační výzkum.
