Projekt na crijevnu floru započinje kravljim gnojem
Istraživači sa Sveučilišta u Hohenheimu rade s visokotehnološkim i umjetnim kravljim želucima / otkrića omogućuju ciljanije hranjenje zdravijih životinja. U prosjeku jedna krava dnevno potroši 18 kilograma hrane. No, da bi mogla apsorbirati hranjive tvari ove količine hrane, životinji je potrebna pomoć milijuna različitih, visokospecijaliziranih bakterija koje koloniziraju želudac i probavni trakt. Istraživačka suradnja između znanstvenika iz prehrane životinja i mikrobiologije na Sveučilištu Hohenheim u Stuttgartu istražuje kako bakterije uspijevaju izvući vrijedne hranjive tvari iz otporne biljne tvari. Studija se fokusira na bakteriju Prevotella spp., koja čini do 40 posto bakterija u buragu. Njemačka istraživačka zaklada DFG financira cijeli projekt s ukupno 450.000 eura. To ga čini jednim od istraživačkih teškaša na Sveučilištu Hohenheim.
Preživači poput goveda moraju dobivati škrob, proteine, vitamine i minerale iz hrane biljnog podrijetla. Da bi im to pošlo za rukom, u buragu, najvećem kravljem želucu, rade punom parom visokospecijalizirane bakterije. „Poseban učinak krave je dobivanje bjelančevina isključivo iz hrane biljnog podrijetla“, objašnjava mikrobiolog i stručnjak za prehranu životinja jun.-prof. dr Jana Seifert.
Pritom, jun.-prof. dr Seifert i njen kolega prof.dr. Julia Fritz-Steuber, važnu ulogu ima bakterija Prevotella. "Budući da Prevotella čini veliki udio bakterija u buragu, pretpostavljamo da također igra važnu ulogu u pretvorbi hrane. Za sada, međutim, ne znamo točno kako Prevotella dobiva energiju iz hrane," sažima prof. dr. Fritz-Steuber sažima cilj projekta.
U međufakultetskom projektu dvojica mikrobiologa stoga zajednički istražuju koje tvari bakterija razgrađuje i koje proteinske tvari iz njih stvara. "Da bismo to učinili, bakteriji nudimo različite tvari i vidimo koje će apsorbirati", kaže prof. dr. Fritz Steuber.
Test prehrane na bakteriju
Pristup zvuči nevjerojatno jednostavan, ali zahtijeva komplicirano mikrobiološko inženjerstvo. Stoga su dva znanstvenika podijelila posao. Prof.dr. Fritz-Steuber, stručnjak za mikrobiologiju na razini stanice, uzgaja bakterije Prevotella u laboratoriju i zatim im nudi različite hranjive tvari koje se nalaze u hrani za krave. Nakon što je bakterija izolirana iz svog uobičajenog okoliša, znanstvenik može točno razumjeti koje tvari Prevotella koristi. “Iz studija genoma Prevotelle znamo da je bakterija sposobna iskoristiti niz hranjivih tvari. Do sada, međutim, nismo uspjeli shvatiti koji ga u konačnici koriste, a koji ne."
Od pojedinačnog bloka do cijelog lanca recikliranja
Nalazi prof.dr. Fritz-Steuberovi eksperimenti razvijeni lip.-prof. dr Nastavi se sapunati. Međutim, ostavlja bakteriju Prevotella u buragovom soku. "Konačno, također želimo razmotriti utjecaj drugih komponenti soka buraga na aktivnost Prevotelle."
U daljnjem koraku, prof. dr Još više gubi stvarnost u kravljem želucu: ponavlja test jedenja u mehaničkom modelu buraga. Model simulira pokrete buraga, čime se osigurava stalno miješanje njegovog sadržaja redovitim naprezanjem različitih mišića.
"Izdvajamo detalj iz lanca iskorištenja u stočnom želucu, povećavamo ga i ispitujemo te ponovo ubacujemo dobivene informacije u cjelokupnu sliku", kaže prof. dr Seifert.
Novi temeljni objekt omogućuje pristup najnovijoj tehnologiji
Prof.dr. Fritz-Steuber naglašava koliko su snažni uređaji za analizu važni za njihov rad. "Želimo zumirati burag, a zahvaljujući modernim uređajima čaše postaju sve finije."
Među ostalim, mikrobiolozi tamo rade s novim masenim spektrometrom: On im omogućuje analizu proteina i drugih tvari koje mikroorganizmi proizvode u kravljem želucu tijekom probave. "Ova vrsta istraživanja iznimno je vođena tehnologijom i ne bi bila moguća bez tako velike opreme", kaže prof. dr. Fritz Steuber.
Bolje razumijevanje zdravijeg kravljeg želuca
Sljedeća veća razina povećanja, cijela krava, više nije osvijetljena u pokusu. “Vodimo osnovna istraživanja. Kako bismo koristili naše rezultate u hranidbi životinja, prvo ih je potrebno dodatno razviti u ispitivanjima hranidbe,” kaže prof. dr Seifert.
Takav bi daljnji razvoj mogao biti poticanje aktivnosti i količine bakterije Prevotella ili stvaranje određenih tvari koje promiču zdravlje od strane bakterija putem ciljanog hranjenja određenim tvarima. Znanstvenici se nadaju da bi to moglo poboljšati zdravlje buraga i rezultirati učinkovitijim korištenjem hrane.
Uzorci iz buraga zahvaljujući pristupu fistule
Zahvaljujući kravama s fistulama sa Sveučilišta u Hohenheimu, znanstvenicima je lako dobiti sok od buraga koji im je potreban: fistula, umjetni pristup buragu, može se odvrnuti kako bi se iz njega uzeli uzorci. Pet Jersey krava u sveučilišnoj staji opremljeno je takvim ulazom od podstavljene plastike.
Za razliku od drugih metoda uzorkovanja, ovo ne uzrokuje bol ili stres kravama i izbjegava klanje životinja za procjenu sadržaja želuca.
Pozadina: "Interakcija između očuvanja fermentacijske i respiratorne energije u bakteriji buraga Prevotella spp."
Poljoprivredni i prirodoslovni fakulteti blisko surađuju na projektu "Interakcija očuvanja fermentacijske i respiratorne energije kod bakterije buraga Prevotella spp". Zavod za staničnu mikrobiologiju prof.dr. Fritz-Steuber i mlađi dodijeljeni profesor "Interakcija hrane i crijevne mikrobiote" Jun.-Prof. dr Za to je Seifert od Njemačke istraživačke zaklade dobio 225.000 eura. Projekt će započeti u rujnu 2017. godine i trajat će 3 godine.
Pozadina: teška istraživanja
29,5 milijuna eura u fondovima trećih strana nabavili su znanstvenici sa Sveučilišta u Hohenheimu 2016 za istraživanje i nastavu. U nizu, serija "teška istraživanja" predstavlja izvanredne istraživačke projekte s financijskim obujmom od najmanje 250.000 eura za apparativna istraživanja i 125.000 Euro za netehnička istraživanja.
